RNA interference (RNAi) 또는 RNA 간섭은 진핵생물에서 진화적으로 보존되는 현상으로, 생성되는 두 부류의 21-23 nucleotide 길이를 갖는 RNA (siRNA, microRNA)에 의해 ...
RNA interference (RNAi) 또는 RNA 간섭은 진핵생물에서 진화적으로 보존되는 현상으로, 생성되는 두 부류의 21-23 nucleotide 길이를 갖는 RNA (siRNA, microRNA)에 의해 염기서열 상보적인 유전자의 발현억제가 유도된다. RNAi 는 다양한 생물학적 과정에 관여해 생체 발생, 유전체 안정성 (genome stability), 바이러스에 대한 저항성, 그리고 인간 질병 등에 중요한 현상으로 밝혀지고 있으며, 또한 그 응용범위가 넓어 의약품 개발, 인간질병 치료 및 농업분야 등에 응용하기 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다. RNAi 의 생물학적 중요성과 그 응용성을 감안했을 때 siRNA 와 microRNA (miRNA)의 생성 및 작용기전의 상세한 이해는 필수적이다. 현재까지 규명된 RNAi 기본 작용경로는 외부에서 유입 또는 생체 내 존재하는 이중가닥 RNA 및 miRNA전구체 (pre-miRNA)가 Dicer 에 의해 processing 되어 각각 21-23 nucleotide 길이를 갖는 siRNA 와 miRNA 로 전환되고 이들은 RNA-induced silencing complex (RISC)와 결합함으로써 Ago protein 이 안내자 역할을 해 염기서열 상보적인 mRNA 를 절단/분해 또는 단백질로 번역되는 것을 저해함으로써 유전자발현을 억제한다. 1998 년에 C. elegans 에서 이중가닥의 RNA 가 RNAi 현상을 유발한다는 것을 발견한 이후로 생물학의 새로운 패러다임으로 인식되면서 작용기전에 대한 기초 연구 뿐 아니라, 이를 응용하기 위한 연구들이 무수히 많이 선행되어 왔다. 45 본 논문은 현재까지 보고된 RNAi 기반 질병 응용연구들을 분석한 것으로, 이를 위해 응용연구 현황과 이들의 산업적 가치에 대해 정리하였고, 임상 시험단계의 RNAi drug 개발 현황과 이들의 한계점을 조사하고 고찰하였다. 질병과 연관성이 높게 보고된 miRNA 는 질병진단을 위한 바이오마커로써 활용성이 클 것으로 기대되며, siRNA 는 유전자 발현조절을 통한 유전자 치료제로써 활용될 수 있을 것이다. 비록 이를 활용한 신약 개발에 있어, siRNA 의 비특이적 작용 (off target effect) 과 생체내 표적 장기에 대한 비효율적인 RNAi drug delivery system, 체내에서의 부작용을 최소화 하는 안정되고 강한 siRNA 구조 개발 등은 성공적인 RNAi 치료제 개발을 위하여 해결해야 할 과제로 남아있지만, 급속도로 발전하는 RNAi 기반 응용기술은 질병의 진단 및 치료분야에 강력한 도구로 활용될 수 있을 것이다.
RNA interference (RNAi) 또는 RNA 간섭은 진핵생물에서 진화적으로 보존되는 현상으로, 생성되는 두 부류의 21-23 nucleotide 길이를 갖는 RNA (siRNA, microRNA)에 의해 염기서열 상보적인 유전자의 발현억제가 유도된다. RNAi 는 다양한 생물학적 과정에 관여해 생체 발생, 유전체 안정성 (genome stability), 바이러스에 대한 저항성, 그리고 인간 질병 등에 중요한 현상으로 밝혀지고 있으며, 또한 그 응용범위가 넓어 의약품 개발, 인간질병 치료 및 농업분야 등에 응용하기 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다. RNAi 의 생물학적 중요성과 그 응용성을 감안했을 때 siRNA 와 microRNA (miRNA)의 생성 및 작용기전의 상세한 이해는 필수적이다. 현재까지 규명된 RNAi 기본 작용경로는 외부에서 유입 또는 생체 내 존재하는 이중가닥 RNA 및 miRNA 전구체 (pre-miRNA)가 Dicer 에 의해 processing 되어 각각 21-23 nucleotide 길이를 갖는 siRNA 와 miRNA 로 전환되고 이들은 RNA-induced silencing complex (RISC)와 결합함으로써 Ago protein 이 안내자 역할을 해 염기서열 상보적인 mRNA 를 절단/분해 또는 단백질로 번역되는 것을 저해함으로써 유전자발현을 억제한다. 1998 년에 C. elegans 에서 이중가닥의 RNA 가 RNAi 현상을 유발한다는 것을 발견한 이후로 생물학의 새로운 패러다임으로 인식되면서 작용기전에 대한 기초 연구 뿐 아니라, 이를 응용하기 위한 연구들이 무수히 많이 선행되어 왔다. 45 본 논문은 현재까지 보고된 RNAi 기반 질병 응용연구들을 분석한 것으로, 이를 위해 응용연구 현황과 이들의 산업적 가치에 대해 정리하였고, 임상 시험단계의 RNAi drug 개발 현황과 이들의 한계점을 조사하고 고찰하였다. 질병과 연관성이 높게 보고된 miRNA 는 질병진단을 위한 바이오마커로써 활용성이 클 것으로 기대되며, siRNA 는 유전자 발현조절을 통한 유전자 치료제로써 활용될 수 있을 것이다. 비록 이를 활용한 신약 개발에 있어, siRNA 의 비특이적 작용 (off target effect) 과 생체내 표적 장기에 대한 비효율적인 RNAi drug delivery system, 체내에서의 부작용을 최소화 하는 안정되고 강한 siRNA 구조 개발 등은 성공적인 RNAi 치료제 개발을 위하여 해결해야 할 과제로 남아있지만, 급속도로 발전하는 RNAi 기반 응용기술은 질병의 진단 및 치료분야에 강력한 도구로 활용될 수 있을 것이다.
RNA interference (RNAi) is an evolutionarily conserved biological process in eukaryotes that induces suppression of gene expression through two different types of complementary RNA (siRNA, microRNA) strands which are 21-23 nucleotides in length. RNAi is involved in various biological pro...
RNA interference (RNAi) is an evolutionarily conserved biological process in eukaryotes that induces suppression of gene expression through two different types of complementary RNA (siRNA, microRNA) strands which are 21-23 nucleotides in length. RNAi is involved in various biological processes, and is a crucial process affecting biogenesis, genome stability, resistance to viruses, and occurrence of various human diseases. RNAi has a wide range of applications, and there are numerous ongoing studies on RNAi for applications in drug development, treatment of human diseases, and in the agricultural field. Considering the biological importance and applicability of RNAi process, a complete, thorough understanding of the mechanisms for siRNA and microRNA (both in terms of production and action) is necessary. The basic mechanism of action for RNAi identified thus far is the following: doublestranded RNA and pre-miRNA existing in the living organism or introduced from outside are processed by Dicer, and are consequently converted into siRNA and miRNA that are 21-23 nucleotides in length. These siRNA and miRNA form a complex with RNA-induced silencing complex (RISC), and act as a guide for Ago proteins, which suppress gene expression by either cleaving/dissembling complementary mRNA or hindering translation. In 1998, scientists identified that RNAi is caused by doublestranded RNA in C. elegans. Since then, RNAi has been considered a new paradigm in biology, and there have been countless studies not only on the basic mechanisms of RNAi, but also on the applications of RNAi. The present study analyzed reports on applied RNAi research for treatment of diseases, organized the status and industrial values of applied RNAi research, and investigated and discussed the status of RNAi drug development at clinical trial stage and the limitations of the drug. miRNA that have been reported to have a high degree of association with diseases are expected to be useful as a diagnostic biomarker, while siRNA can be used as a tool for gene therapy by controlling gene expression. A few issues to resolve before using RNAi for new drug development include minimizing off-target effects of siRNA, improving the inefficient RNAi drug delivery system for delivery to the target organ in the body, and developing a stable, strong siRNA structure that minimizes side effects in the body. Nevertheless, rapidly developing applied RNAi research might result in a powerful tool for both diagnosis and treatment of various diseases.
RNA interference (RNAi) is an evolutionarily conserved biological process in eukaryotes that induces suppression of gene expression through two different types of complementary RNA (siRNA, microRNA) strands which are 21-23 nucleotides in length. RNAi is involved in various biological processes, and is a crucial process affecting biogenesis, genome stability, resistance to viruses, and occurrence of various human diseases. RNAi has a wide range of applications, and there are numerous ongoing studies on RNAi for applications in drug development, treatment of human diseases, and in the agricultural field. Considering the biological importance and applicability of RNAi process, a complete, thorough understanding of the mechanisms for siRNA and microRNA (both in terms of production and action) is necessary. The basic mechanism of action for RNAi identified thus far is the following: doublestranded RNA and pre-miRNA existing in the living organism or introduced from outside are processed by Dicer, and are consequently converted into siRNA and miRNA that are 21-23 nucleotides in length. These siRNA and miRNA form a complex with RNA-induced silencing complex (RISC), and act as a guide for Ago proteins, which suppress gene expression by either cleaving/dissembling complementary mRNA or hindering translation. In 1998, scientists identified that RNAi is caused by doublestranded RNA in C. elegans. Since then, RNAi has been considered a new paradigm in biology, and there have been countless studies not only on the basic mechanisms of RNAi, but also on the applications of RNAi. The present study analyzed reports on applied RNAi research for treatment of diseases, organized the status and industrial values of applied RNAi research, and investigated and discussed the status of RNAi drug development at clinical trial stage and the limitations of the drug. miRNA that have been reported to have a high degree of association with diseases are expected to be useful as a diagnostic biomarker, while siRNA can be used as a tool for gene therapy by controlling gene expression. A few issues to resolve before using RNAi for new drug development include minimizing off-target effects of siRNA, improving the inefficient RNAi drug delivery system for delivery to the target organ in the body, and developing a stable, strong siRNA structure that minimizes side effects in the body. Nevertheless, rapidly developing applied RNAi research might result in a powerful tool for both diagnosis and treatment of various diseases.
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