[논문]RNA 결합 단백질과 유전자 발현조절

노경희; 강한철; 김종범; 김현욱; 이경렬; 김순희

doi:10.3839/jabc.2015.032

RNA 결합 단백질과 유전자 발현조절
RNA Binding Proteins and its Regulation of Gene Expression 원문보기

Journal of applied biological chemistry, v.58 no.3, 2015년, pp.201 - 208

노경희 (Department of metabolic engineering, National Academy of Agricultural Science, Rural Development Administration) , 강한철 (Department of metabolic engineering, National Academy of Agricultural Science, Rural Development Administration) , 김종범 (Department of metabolic engineering, National Academy of Agricultural Science, Rural Development Administration) , 김현욱 (Department of metabolic engineering, National Academy of Agricultural Science, Rural Development Administration) , 이경렬 (Department of metabolic engineering, National Academy of Agricultural Science, Rural Development Administration) , 김순희 (Department of metabolic engineering, National Academy of Agricultural Science, Rural Development Administration)

초록
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RNA 결합 단백질들이 유전자 조절의 다양한 범위에 작용한다는 사실이 아주 중요하다. 유전자의 전사에 관련된 유전자 조절이 많이 연구가 되었어도 RNA의 조절에 관한 연구는 상대적으로 부진한 편이다. RNA 결합 단백질들은 RNA와 관련되는 각종 과정, 예를 들면 전사, pre-mRNA splicing, polyadenylation, 수송, 위치화, 번역, 분해 및 구조의 유지 등 다양한 범위에서 작용을 하고 있다. RNA 결합 단백질들의 많은 부분들이 아직 잘 알려지지 않고 있으며 유전자 발현에 대해 더 잘 이해하기 위해 이러한 부분의 연구가 더 수행되어야 한다. 최근에 유전학, 생화 학, 및 유전자들의 생물정보학의 발달 등으로 인하여. RNA 결합 단백질들의 다양한 분야들이 알려지고 있으며 이러한 부분들이 많은 관심을 받고 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

The role of RNA-binding proteins (RBPs) to regulate expression of genes seems to be very important. RBPs play important roles in RNA related bioprocess such as transcription, pre-mRNA splicing, polyadenylation, transport, localization, translation, turn over and maintenance of structure. Despite of many researches on RNA binding proteins, detailed mechanisms of these proteins have not been fully understood. It seems that many parts of RBPs remains unknown and should be characterized for the better understanding of gene expression. Recently, genetic, biochemical, and bioinformatic analysis of genomes revealed a vast array of RBPs and many parts are interesting to understand bioprocessing including gene expression.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 논문에서는 이러한 연구 추세에 따라 최근에 이루어지고 있는 각종 RNA 결합 단백질 및 이와 관련된 각종 역할 등에 대하여 정리하여 보았다.

성능/효과

응집체 형성은 아니지만 RNA 결합 단백질의 변이에 의해서도 질병이 발생하며 현재까지 spinocerebellar ataxias (SCA1-3,6,7,17, RNA 결합단백질에 있어서 glutamine의 증대), SCA-8 (CUG 증대), SCA 10(AUUCU의 증대), ALS(b) (과립체형성), ALS (c) (RNA 변이), DM 1 및 2 (RNA 변이), FXTAS (RNA 변이), laminopathies(RNA 과립체형성), oculopharyngeal muscular dystrophy (알라닌 증대) 및 Welander (RNA 과립체 형성) distal myopathy 및 distal myopathy 등이 RNA 결합 단백질의 이상과 관련되는 것으로 알려지고 있다(Review; Mani R 등 2013). 이와 같이 RNA 결합 단백질의 변이 또는 응집체 형성에 의해 수많은 질병이 발생하는 바와 같이 RNA 결합 단백질은 RNA 를 통한 단백질 발현 조절에 매우 중요하게 작용하고 있다는 사실을 알 수 있다.

후속연구

한편 암세포의 경우에서도 RNA 결합 단백질의 발현량이 비정상적으로 나타나고 있다. 따라서 RNA 결합 단백질을 이용하여 암세포 치료 연구에도 응용이 가능할 것으로 기대되고 있다.
RNA 결합 단백질중에서는 RNA의 메칠화를 조절하여 줄기세포의 분화를 조절하는 단백질이 알려지고 있다. 따라서 줄기세포관련 RNA 결합단백질을 이용하여 이러한 줄기세포의 분열능력을 조절하여 질병치료에 활용할 수 있을 것으로 기대가 된다. 예를 들어 RNA 결합 단백질의 일종인 METTL3를 줄여줌으로서 특정 단백질 발현 관련 mRNA의 량을 늘려주는 것이 가능하다.
이들 RNA 결합 단백질들의 유전자조절에 있어서의 전사후 조절, 각종 변이에 의한 결합 능력의 변화 등으로 인하여 이들은 각종 질환의 원인이 되고 있다. 또한 RNA 결합 단백질들의 특성을 연구함으로써 동 식물체의 질환연구 및 유전자 개발 등에 도움이 될 수 있다. 예를 들면 RNA와 단백질의 응집체 형성과정을 분석하고 또한 해로운 응집체를 제거하는 기술을 개발함으로써 각종 질환에 대한 예방 및 치료가 가능할 것으로 기대되고 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	RNA 결합 단백질이란 무엇인가?	RNA 결합 단백질(RNA-binding proteins; RBP)들은 세포내에서 단일 또는 이중 나선의 RNA와 결합하여 리보핵단백질(ribonucleoprotein) 복합체 형성에 관여하는 단백질들이다. RBPs들은 여러 종류의 구조 모티프를 가지고 있는데 이들은 RNA 인식 모티프(RRM), dsRNA 결합 부위 및 zinc finger 등이다.
	RNA 결합 단백질이 전사 후 조절을 위해 mRNA에 결합하는 부위는?	일반적으로 RNA 결합 단백질들은 전사후 조절을 위하여 mRNA의 5'UTR 또는 3'UTR 부위에 일반적으로 위치하고 있는 조절 부위와 결합을 한다. 거의 모든 RNA결합 단백질들이 RNA 에 결합하지만 이들 결합은 RNA 서열 등에 따라 결합하게 되는 데 이들 결합을 위해서는 RNA 결합부위가 중요한 역할을 하게 되며 대부분 보조 모티프를 갖추고 있다.
	RNA 편집 관련 단백질 중 ADAR 단백질의 역할은?	가장 잘 알려진 RNA 편집 관련 단백질중 하나는 ADAR 단백질이다. 이는 RNA의 핵산을 변경시킴으로서 mRNA의 전사후 변경에 관여하는 단백질이다. 이는 ADAR에 의한 효소반응으로 아데닌을 이노신으로 바꾸어 작용하여 결국 유전자의 다양성을 높이는 역할을 하게 된다. RNA 편집의 대다수는 non-coding RNA 부위에서 발생하지만 일부는 단백질 코딩 RNA 전사체에서도 발생하는 것으로 알려지고 있다(Glisovic 등, 2008).

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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