김빛내리 IBS연구팀, 마이크로 RNA 생성 열쇠 '드로셔 단백질' 3차원 구조 규명

드로셔의 3차원 단백질 구조 (왼쪽 그림)드로셔와 드로셔에 결합하는 두 개의 DGCR8 C-말단 꼬리의 3차원 단백질 구조다. (오른쪽 그림)드로셔-DGCR8 복합체와 마이크로RNA 1차 전구체의 모델 및 다이서와 이중 나선 RNA의 모델이다. [그림=미래창조과학부 제공]

아주경제 최서윤 기자 = 김빛내리 기초과학연구원(IBS) RNA 연구단 단장팀이 마이크로RNA(이하 miRNA) 생성에 결정적인 역할을 하는 드로셔(DROSHA) 단백질의 3차원 구조를 세계 최초로 밝혀냈다. miRNA는 이를 통해 세포의 발생, 분화, 사멸, 분열, 암 발생 등 세포내에서 다른 유전자를 조절하는 핵심적인 역할을 한다. miRNA를 이용한 신약 개발 등 응용 연구에 이론적 기반을 제공할 것으로 기대된다. 

김 단장은 지난 6월 우재성 IBS 연구위원과 드로셔-DGCR8 단백질 복합체가 1개의 드로셔와 2개의 DGCR8 분자로 구성된 것을 발견한 데 이어 이번 연구에서 엑스선결정학 방법으로 드로셔 단백질의 3차원 구조를 규명했다. 지난 2003년 미국 하버드대 빅터 앰브로스 박사가 드로셔 단백질을 처음 발견한 후 12년 만에 김 단장 연구팀이 그 3차원 구조를 밝혀낸 것이다.
 

김빛내리 IBS RNA 연구단 단장 [사진=미래부 제공]

이번 연구에서 miRNA 생성과정에서 재료물질(miRNA 1차 전구체)절단을 담당하는 마이크로프로세서의 드로셔 분자가 DGCR8 분자 두 개와 결합하는 위치를 명확히 규명했다. 연구진은 드로셔 단백질 3차원 모델링을 통해 마이크로프로세서 중 드로셔의 돌출부가 miRNA 1차 전구체의 하단 분기점에 끼워져 분기점을 인식하고 정확한 위치를 절단하는 모델을 제시했다. 

또한 드로셔 단백질의 3차원 구조가 miRNA 2차 전구체의 절단에 관여하는 다이서 단백질과 구조적으로 유사함을 확인하고 드로셔와 다이서가 같은 단백질로부터 진화했을 수 있다는 새로운 진화가설도 제시했다.

이번 연구 결과는 생명과학분야 세계 최고 권위지 셀(Cell) 31일 온라인판에 게재됐으며, 김 단장은 "이번 연구는 연속성 있는 연구가 가능한 환경에서 이뤄낸 쾌거"라고 말했다.