기초과학연구원(IBS·원장 노도영) RNA 연구단 김빛내리 단장(서울대 석좌교수)·김종서 연구위원(서울대 책임연구원)이 사람 세포 속 RNA 결합단백질 상에서 결합을 형성하는 ‘RNA 결합자리’를 광범위하고 정확하게 찾아낼 수 있는 기법을 개발했다.
연구진은 기존에 쓰이던 효소 대신 불산을 이용해 문제를 해결했다. 불산은 RNA를 동일한 분자 한 개로 완전히 분해해 한 번에 2000개 RNA 결합자리를 찾아낼 수 있다.
불산 처리 후 RNA 조각의 질량을 측정한 결과 동일한 유리딘 분자만 남음을 확인했다. RNA 조각의 질량 오차를 줄임으로써 RNA 결합자리를 더 많이 알아낼 수 있었던 것이다.
세포 전체 RNA에 결합한 600 개의 RNA 결합단백질 내에서 약 2000 종류 RNA 결합자리를 아미노산 수준의 고해상도로 찾아낼 수 있었다.
연구진은 이렇게 찾은 RNA 결합자리를 바탕으로 새로운 가설들을 제시했다. 질병 및 세포 기능에 중요한 단백질에서 RNA 결합자리를 다수 발견했다. 일례로 근위축성 측삭 경화증의 원인 단백질인 TDP-43, DNA 복구에 필수적인 PRKDC에 존재하는 RNA 결합자리를 찾았다.
이는 기존에 알려지지 않았던 RNA와의 결합이 각각 단백질의 기능을 조절할 수 있음을 시사한다. 또 RNA 결합자리가 단백질의 공유결합 변형 자리와 비슷함도 보였다. RNA 결합자리의 결합력 조절 원리가 공유결합 변형일 수 있다는 뜻이다.
이번에 규명한 RNA 결합자리를 토대로 세포 내 RNA-RNA 결합단백질 상호작용을 세밀하게 연구할 수 있으며 이 기술을 변형해 RNA 뿐만 아니라 DNA와 결합하는 단백질로도 확장할 수 있을 것으로 전망된다.
연구 성과는 ‘네이처 구조 분자 생물학’(Nature Structural & Molecular Biology) 온라인 판에 9일 게재됐다.
