지성욱 교수 연구팀 단독 교신, 최상위 국제학술지 '네이처'에 게재 

산화 변형된 마이크로RNA에 의한 심장비대증 발생 원리와 치료법 세계 최초 제시

유전자 정보를 제어해 생쥐의 심장비대증 억제에도 성공

향후 심장 질환 관련 신약 개발에 적용 가능할 것으로 전망

▲ 생명과학대학 생명과학부 지성욱 교수

생명과학대학 생명과학부 지성욱 교수 연구팀이 활성 산소로 변형된 유전자 정보를 해독해 심장비대증을 발생시키는 원인과 치료법을 세계 최초로 제시했다.

지성욱 교수 연구팀 단독으로 진행된 이번 연구 결과는 8월 5일(영국 현지시간) 최상위 국제학술지 '네이처(Nature)' 에 공개됐다.

모든 생명체는 생명 유지에 필요한 유전 정보를 담은 고분자 물질인 DNA와 RNA를 갖고 있다. DNA는 유전 정보를 저장하고 RNA는 이 정보를 토대로 우리 몸에 필요한 단백질을 구성하는 역할을 한다.

이중 RNA는 4가지 염기(아데닌, 유라실, 구아닌, 사이토신)로 구성되는데, 생체 상황에 따라 염기에 다양한 변형이 일어난다는 사실은 알려져 있으나, 원인과 영향에 대해서는 아직 연구 중에 있다.

특히, 산소를 사용하는 우리 몸의 세포에 이상이 발생하면, 활성 산소라는 것이 발생해 생체 물질들을 산화시키는데, RNA 염기 중 하나인 구아닌은 8-옥소구아닌(o8G)이라는 물질로 변형된다.

지성욱 교수팀은 활성 산소로 유발되는 질병 중 하나인 심장비대증에서 8-옥소구아닌으로 변형된 마이크로RNA가 많이 발견되는 현상에 주목했다. 연구팀은 염기 서열의 특정 위치가 8-옥소구아닌으로 변형된 마이크로RNA를 생쥐의 혈관에 주입하면 생쥐의 심근 세포가 비대해 지면서 심장비대증과 심근경화를 유도한다는 사실을 발견했다. 

또한, 변형된 마이크로RNA와 결합해 그 기능을 저해하는 물질을 새롭게 개발했으며, 이를 생쥐 혈관에 주입해 심장비대증이 억제되는 치료 효과도 규명했다. 

특히, 심근경색환자의 심장 조직 염기 서열 분석 결과에서도 동일한 마이크로RNA의 산화 변형이 나타나는 것을 확인해, 향후 심장 질환 관련 신약 개발에 적용 가능할 것으로 전망된다.

지성욱 고려대 교수는 "이번 연구는 심장 질환뿐만 아니라 퇴행성 질환, 암, 당뇨 등 활성 산소와 연관된 다양한 질병에서 유전자 변형과 질환 발생 과정을 이해하고 치료하는 보편적인 메커니즘을 규명했다는데 큰 의의가 있다."고 말했다. 

[ 그 림 설 명 ] 

▲ 심장비대증 발생 시 활성산소에 의해서 8-옥소구아닌(o8G)이라는 변형염기가 발생되고 (밑의 그림),

이에 따른 염기배열 변화(o8G:A)로 유전자 조절(위의 그림)이 바뀌어 질병이 발생됨을 최초로 밝힘

커뮤니케이션팀 서민경(smk920@korea.ac.kr)