산화변형 마이크로RNA로 간암 발생 억제 성공
고려대학교(총장 김동원) 생명과학부 지성욱 교수 연구팀이 암세포에서 산화 변형되는 마이크로RNA 염기 서열을 전체 해독하고, 이를 통해 유전자 정보를 제어해 간암 발생 억제에도 성공했다.
왼쪽부터 지성욱 (고려대 생명과학부 교수, 교신저자), 엄상경 (고려대 생명공학연구소 연구교수, 공동제1저자), 백종진 (고려대 대학원 분자생명과학과 박사과정, 공동제1저자), 박종윤 (고려대 대학원 분자생명과학과 박사과정, 공동제1저자), 안승현 (고려대 생명공학연구소 박사후과정 연구원, 공동제1저자)
고려대 생명공학연구소 엄상경 연구교수, 안승현 박사, 분자생명과학과 박사과정 백종진, 박종윤 학생이 공동 제1저자로 진행된 이번 연구 결과는 9월 7일(영국 현지시간) 세포 생물학 분야 최상위 국제학술지인 ‘네이처 세포 생물학(Nature Cell Biology, IF: 28.213)’에 공개됐다. 이번 연구는 고려대학교, 삼성미래기술육성사업, 한국연구재단, 한국과학기술연구원 프로그램의 지원으로 진행됐다.
* 논문 제목 : “Widespread 8-oxoguanine modifications of miRNA seeds differentially regulate redox-dependent cancer development”
* 공동 제1저자명 : 엄상경 (고려대 생명공학연구소 연구교수), 백종진 (고려대 대학원 분자생명과학과 박사과정), 박종윤 (고려대 대학원 분자생명과학과 박사과정), 안승현 (고려대 생명공학연구소 박사후과정 연구원)
* 교신저자명 : 지성욱 (고려대 생명과학부 교수)
모든 생명체의 세포는 생명 유지와 특성을 나타내는 유전 정보를 담은 물질인 DNA와 RNA를 갖고 있다. DNA는 유전 정보를 저장하고 RNA는 이 정보를 토대로 우리 몸에 필요한 단백질을 구성하며, 해당 과정은 여러 생명 현상에서 마이크로RNA라는 물질에 의해서 제어될 수 있다.
이중 RNA는 4가지 염기(아데닌, 유라실, 구아닌, 사이토신)로 구성되는데, 특히, 산소를 사용하는 우리 몸의 세포에 이상이 발생하면, 활성 산소라는 것이 발생해 RNA 염기 중 하나인 구아닌을 8-옥소구아닌(o8G)이라는 물질로 산화 변형시킨다.
□ 산화 변형된 마이크로RNA에 의한 암세포 발생 원리와 치료법을 제시
지성욱 교수팀은 2020년 8-옥소구아닌으로 변형된 마이크로RNA가 심비대증을 유발한다는 사실을 세계 최초로 발견하여 Nature지에 발표했고, 이후 활성 산소로 유발되는 것으로 가장 잘 알려진 질병 중 하나인 암세포에서의 산화 변형 마이크로RNA에 주목했다.
지성욱 교수팀은 기존의 암환자 8,687명의 염기서열 데이터를 생물정보학 기술로 대량으로 재분석하고, 새롭게 산화 변형 RNA 서열 분석 실험을 뇌종양 및 간암 세포, 간암 환자 조직, 간암 쥐 모델에서 수행하여, 암 발생에 따라 8-옥소구아닌으로 변형되는 모든 마이크로RNA를 해독하는데 성공했다.
연구진은 염기 서열의 특정 위치가 8-옥소구아닌으로 변형된 마이크로RNA를 암세포에 전달하면, 산화 변형된 마이크로RNA 종류에 따라 암세포를 촉진하거나 억제한다는 사실을 발견했다. 또한, 변형된 마이크로RNA와 결합해 그 기능을 저해하는 물질을 개발하여, 발암성 변형 마이크로RNA의 경우에는 이를 저해하여 암세포가 억제되는 효과도 규명했다.
특히, 간암환자 조직의 염기 서열 분석 결과에서도 동일한 마이크로RNA의 산화 변형이 나타나는 것을 확인했으며, 이를 모사하는 변형 서열 마이크로RNA를 간암 발생 쥐 혈관에 주입해 간암 형성이 억제되고 치료되는 효과도 규명해, 향후 암 질환 관련 신약 개발에 적용 가능할 것으로 전망된다.
지성욱 고려대 교수는 “이번 연구는 다양한 조직의 암세포에서 발생되는 8-옥소구아닌 변형 마이크로RNA의 모든 서열을 해독해 냄으로써, 활성 산소와 연관된 것으로 잘 알려진 발암 과정에서 유전자 변형과 암 발생 과정을 이해하고 치료하는 보편적인 메커니즘을 규명했다는데 큰 의의가 있다.”고 말했다.
