초록 ▼

□ 연구개요
본 연구진은 선행연구를 통하여 구축한 초파리의 miRNA 과발현 라이브러리 시스템을 통해 일차적인 생체리듬 스크리닝을 진행하였다. 스크리닝 시스템을 통해 생체리듬을 조절하는 후보 miRNA 및 miRNA에 의해 조절하는 생체리듬을 조절하는 유전자를 발굴하고자 하였다. 발굴한 miRNA 와 생체리듬 유전자간의 상호작용에 관한 메커니즘을 밝혀 새로운 패러다임을 제공할 것이다. 이를 통해 초파리에서의 생체리듬 조절에 관련한 추가적인 이해를 바탕으로 인간의 생체리듬과 수면 관련 질병을 치료할 방안도 제시할 수 있을 것으로

□ 연구개요
본 연구진은 선행연구를 통하여 구축한 초파리의 miRNA 과발현 라이브러리 시스템을 통해 일차적인 생체리듬 스크리닝을 진행하였다. 스크리닝 시스템을 통해 생체리듬을 조절하는 후보 miRNA 및 miRNA에 의해 조절하는 생체리듬을 조절하는 유전자를 발굴하고자 하였다. 발굴한 miRNA 와 생체리듬 유전자간의 상호작용에 관한 메커니즘을 밝혀 새로운 패러다임을 제공할 것이다. 이를 통해 초파리에서의 생체리듬 조절에 관련한 추가적인 이해를 바탕으로 인간의 생체리듬과 수면 관련 질병을 치료할 방안도 제시할 수 있을 것으로 예상하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구진은 miRNA 과발현 라이브러리 스크리닝을 통해 발굴한 생체리듬 유전자의 기작을 밝혀내고 사람의 생체리듬에 관련된 질병 치료에 대해 더 나은 개선방안을 제시하고자 다음 연구들을 수행하였다.
1) miRNA 과발현 라이브러리를 스크리닝하여 생체리듬에 관여하는 추가적인 miRNA 발굴
2) 해당 miRNA에 의해 조절받는 생체리듬 유전자 후보들 발굴
3) 해당 생체리듬 유전자들 CG3548과 CG8954가 초파리의 일주기성행동에 미치는 영향 탐색
4) 후보 유전자들의 형질 전환 초파리 제작 및 행동, 뇌신경 발현패턴 분석
5) 초파리 세포 배양 시스템을 이용한 후보 유전자들의 분자적 기능 규명
6) 기존에 알려진 생체리듬 조절 인자와 후보 유전자들 간의 상호작용 규명
7) 후보 유전자들와 초파리 신경계에서 상호작용하는 신호 전달 물질 및 신경 회로 탐색

miR-8와 miR-12에 의해 생체리듬을 조절한다고 예상하였던 CG3548의 CRISPR 돌연변이로부터 생체리듬 이상을 발견하지 못함에 따라 애초에 계획했던 CG3548에 대한 아래와 같은 실험은 진행하지 않았다.
1) miR-8과 miR-12가 CG3548과 물리적으로 붙는지 알아내기 위해 miR-8과 miR-12를 pull down 하여 붙어있는 mRNA들의 서열을 시퀀싱
2) CG3548 유전자의 3차원적인 구조를 밝히기 위해 crystallography를 사용
3) MARCM과 FRET을 통해 CG3548과 상호작용하는 생체리듬관련 유전자들 발굴
4) 발굴된 유전자가 뇌에서 일으키는 전기 생리학적 작용과 조절 방식 규명

대신 miR-315의 target후보인 CG8954가 넌센스매개 mRNA분해를 통해 일주기성 리듬에 영향을 주고 있는 것을 확인함에 따라 추가실험 및 효과적인 성과들을 냈다.
1) CG8954 및 그 밖의 mRNA 분해에 관여하고 있는 구성인자들이 생체리듬에 미치는 영향
2) 넌센스매개 mRNA분해가 조절에 관여하고 있는 생체리듬 조절인자
3) 해당 생체리듬 조절인자 전사체의 아이소형 중 핵심기능을 하는 아이소형 규명

□ 연구개발결과의 중요성
초파리의 생체리듬을 조절하는 miRNA 와 그 대상인 유전자를 밝혀 궁극적으로 인간의 생체리듬 조절에 대한 이해에 도달할 수 있다. 특히 종간 유사성이 뛰어난 CG8954가 관여하는 넌센스매개 mRNA분해기작이 초파리의 생체리듬조절에 관여한다는 것은 포유류에서도 넌센스 매개 분해가 생체리듬을 조절할 가능성을 시사한다. 이를 통해 생체리듬 관련 질환, 주간피로, 시차피로 등 생체리듬 관련 수면 질환의 유전적 원인을 규명하여 해당 질환에 대한 새로운 치료 방안을 제시할 수 있을 것으로 기대된다. 기존 DNA 에 삽입되지 않는 miRNA 의 특성을 이용하여 새로운 유전체 치료방법도 제시할 수 있을 것이다. miRNA가 생체리듬을 조절하는 기작을 연구함으로 인해서 생체주기 이상 시 생기는 암과 신경퇴행질환들과 같은 질병에 대응하기 위해서 miRNA를 전달하는 방식으로 치료방안을 제시할 수 있을 것이라 예상된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 1. miRNA 과발현 형질전환 초파리 스크리닝을 통해 생체리듬을 조절하는 miRNA 발굴 ... 4
• 2. miRNA에 의해 조절 받는 생체리듬 유전자 발굴 ... 4
• 3. miRNA와 생체리듬 유전자의 상호작용에 관한 메커니즘 연구 ... 4
• 4. 생체리듬 메커니즘에 관한 새로운 패러다임 제공 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 16
• 4. 참고문헌 ... 16
• 5. 연구성과 ... 17
• 대표적 연구실적 ... 18
• 끝페이지 ... 21