바이러스 유래 RNA와 대장균 RNA 중합효소가 결합한 복합체의 초저온 전자현미경 구조.[KAIST 제공]
바이러스 유래 RNA와 대장균 RNA 중합효소가 결합한 복합체의 초저온 전자현미경 구조.[KAIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 단백질과 RNA의 유전자 전사 조절 원리를 분자 수준에서 규명하는데 성공했다.

한국과학기술원(KAIST)은 화학과 강진영 교수 연구팀이 초저온 전자현미경을 활용해 RNA 합성효소의 조절 메커니즘을 확인했다고 7일 밝혔다.

HK022 putRNA는 RNA 합성효소와 결합해서 RNA 합성이 멈추지 않고 계속 되도록 도와주는 역할을 한다. 이러한 기능을 이해하기 위해서 연구팀은 putRNA와 RNA 합성효소의 결합 복합체의 세 가지 구조를 초저온 전자현미경으로 규명했다.

이번 연구에서는 활성을 가진 putRNA를 제작하기 위해 장애물 단백질을 RNA 합성에 활용하는 방법을 고안했다.

초저온 전자현미경 촬영 결과 예상하지 못했던 세 종류의 복합체를 발견했다.

putEC의 제작과정.[KAIST 제공]
putEC의 제작과정.[KAIST 제공]

연구팀은 이들 복합체의 구조를 통해 putRNA가 이전 연구에서 예측된 대로 RNA 합성효소와 안정적으로 결합하고 있지만 예측과 달리 예상보다 더 많은 염기쌍을 사용해 RNA 이중나선) 뿐 아니라 삼중나선을 형성하는 것을 확인했다. 또한 putRNA가 RNA 합성효소와 결합하면 RNA 합성효소가 RNA 합성을 잠시 멈출 때 가지는 구조의 변화를 방해해서 RNA 합성을 지속하도록 한다는 가설을 제시할 수 있었다.

강진영 교수는 "RNA 합성효소는 세포 내에 저장된 유전 정보를 처음으로 꺼내어 생명활동에 활용하는, 세포 내에서 제일 중요한 단백질 중 하나“라며 ”이번 연구는 이전에 잘 알려지지 않았던, RNA를 통한 전사 조절의 기초적인 원리를 설명한 것으로, RNA를 통한 RNA 합성효소 조절의 다양한 전략을 밝혀줄 시작점“이라고 말했다.

한국연구재단 지원으로 수행된 이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 8월 15일 출판됐다.


nbgkoo@heraldcorp.com