초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구의 궁극적인 목적은 RNA 분해와 가공에 중추적인 역할을 하는 RNA 내부분해효소에 의한 RNA 가공 및 분해 경로, 이와 관련된 인자들의 특성, 인자들 사이의 다양한 상호작용과 생리학적 중요성을 분석하여 RNA 분해 조절 기작의 기본 개념을 이해하고, RNA 가공 및 분해 조절을 통한 새로운 형태의 유전자 발현 조절 기작을 밝혀, 세포내외 환경변화에 따른 세포 생리활성의 미세 조정 기능을 규명하는 것이다. 이를 위해, 1) RNA 내부분해효소에 의한 RNA 가공 및 분해 경로와 관련 인자의 특

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구의 궁극적인 목적은 RNA 분해와 가공에 중추적인 역할을 하는 RNA 내부분해효소에 의한 RNA 가공 및 분해 경로, 이와 관련된 인자들의 특성, 인자들 사이의 다양한 상호작용과 생리학적 중요성을 분석하여 RNA 분해 조절 기작의 기본 개념을 이해하고, RNA 가공 및 분해 조절을 통한 새로운 형태의 유전자 발현 조절 기작을 밝혀, 세포내외 환경변화에 따른 세포 생리활성의 미세 조정 기능을 규명하는 것이다. 이를 위해, 1) RNA 내부분해효소에 의한 RNA 가공 및 분해 경로와 관련 인자의 특성을 총체적으로 밝히고, 2) 이 과정에 관련된 인자들의 상호작용을 밝혀, 3) RNA 내부분해효소에 의한 RNA 가공 및 분해 조절을 통한 세포생리활성 조절의 기본 개념을 도출한다.
본 과제는 다음과 같은 연차별 연구내용을 제시한다.
1차년도: RNA 내부분해효소에 의한 RNA 가공 및 분해 경로의 탐색 및 관련 인자의 탐색
1) RNA 내부분해효소 단백질의 타겟 RNA 탐색
2) RNA 내부분해효소에 의한 RNA 가공 및 분해 경로 관련 인자를 동정하기 위한 유전학적 시스템 개발
3) 관련인자의 탐색 및 동정 4) RNA 내부분해효소의 변이체 제작
2차년도: RNA 내부분해효소에 의한 RNA 가공 및 관련 인자의 동정 및 특성 규명
1) 발굴된 타겟 RNA의 가공 및 분해 경로 규명
2) RNA-RNA 상호작용 및 관련 인자의 탐색
3) 변이체 동정 및 특성 규명
4) 생체기능분석 시스템 개발
5) 시험관내 기능 분석 시스템 개발
6) 동정된 인자 사이의 상호작용
7) 변이체의 세부기능 변화 규명
3차년도: RNA 가공 및 분해 관련 인자들의 생리적 기능 분석 및 세포생리 활성 조절의 기본개념 도출
1) RNA 분해 관련 인자가 세포내 전체 RNA 안정성에 미치는 영향 조사
2) 조절인자들의 생리적 기능 탐색
3) RNA 분해조절 모델의 제시 및 검증
4) RNA 분해 조절을 통한 새로운 개념의 유전자 발현조절 기작 제시
5) RNA 분해조절을 통한 세포생리활성 조절의 기본개념 도출

□ 연구결과
(1) RNase E의 효소활성 조절 기작 규명: V. vulnificus와 S. coelicolor RNase E 동족체의 효소활성 조절자 및 RNase E multimer의 기능분석
(2) 살모넬라균에서의 RNase G의 생리적 기능 규명
(3) RNA 내부분해효소의 주요 기질 RNA인 rRNA에 의한 유전자 발현조절 기작 규명
(4) RNase III 동족체에 의한 세포분화 조절기작 규명
(5) 동물세포 내에 공생하는S. typimurium균의 제거기술 개발

□ 연구결과의 활용계획
본 과제의 연구결과로 RNA 성숙 및 분해 경로와 이에 관련된 인자들을 규명함으로써 RNA 성숙 및 분해 조절을 통한 새로운 개념의 유전자 발현 조절 메커니즘을 밝힐 수 있고, 이를 통하여 세포의 생리적 환경에 따라 미세하게 작동하는 유전자 발현의 조절 모델을 제시할 수 있다. 이러한 연구를 통하여 얻어질 수 있는 새로운 RNA의 조작기술의 활용으로, RNA aptamer와 라이보자임 등과 같은 RNA의 구조적 다양성 및 선택성을 활용하여 인공 결합분자 및 조절분자를 제작하여 다양한 질환의 원인 분자를 표적으로 치료제와 진단제를 개발할 수 있다. 또한, 본 연구는 DNA, 단백질 관련 기술뿐만 아니라 RNA 조작기술 및 분석기술에 대한 전문성을 갖는 인력을 양성할 수 있는 장점을 가지고 있으므로, 국내에서 극히 부족한 RNA의 분자적 및 기능적 특징을 이해하고 실험적인 방법을 구현할 수 있는 연구 인력 공급에 기여할 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose& contents
The long term objective of this research plan is unveiling mechanisms of subtle modulation of cellular physiome upon environmental changes by understanding basic concepts of endoribonuclease-mediated RNA processing and decay pathways governing novel mechanisms of regulation of

□ Purpose& contents
The long term objective of this research plan is unveiling mechanisms of subtle modulation of cellular physiome upon environmental changes by understanding basic concepts of endoribonuclease-mediated RNA processing and decay pathways governing novel mechanisms of regulation of gene expression. To accomplish this objective, 1) factors that are involved in the pathways of endoribonuclease-mediated RNA processing and decay, will be systematically identified, 2) their properties, interactions with various RNA and proteins, and physiological roles will be characterized, and 3) the underlying molecular mechanism of regulation of gene expression mediated by endoribonucleases will be provided.
Detailed research plans include: 1st year: Identification of pathways of endoribonuclease-mediated RNA processing and decay, and factors involved in the pathways 1) systematic identification of target RNA 2) development of genetic systems to screen for factors involved in these processes 3) screening for factors using the genetic systems 4) construction of RNase mutants 2nd year: Characterization of factors involved in RNase III-mediated RNA processing and decay pathways 1) pathways of target RNA processing and decay 2) factors for formation of RNA-RNA complexes 3) analysis on mutants defected in endoribonuclease activity 4) in vivo systems 5) in vitro systems 6) relationships between factors 7) characterization of mutants 3rd year: Analysis of physiological roles of factors and mechanisms of modulation of cellular physiology by endoribonuclease-mediated RNA processing and decay 1) effects on transcriptome 2) physiological roles of factors 3) models of RNA processing and decay 4) novel mechanisms of regulation of gene expression by control of RNA cleavage 5) molecular mechanisms of modulation of cellular physiology by endoribonucleases

□ Result
1) Identification of mechanisms uderlying regulation of RNase E activity by RraA homologs and multimer formation
2) Identification of physiological rold of RNase G in Salmonella enterica
3) Heterogeneous rRNA-mediated regulation of gene expression
4) Modulation of cellular differentiation by RNase III homolog in human cell
5) Development of a technology for elimination of Salmonella enterica cells in mammalian cells

□ Expected Contribution
This research plan would help to establish a novel mechanism that regulates gene expression by controlling endoribonuclease-mediated RNA processing and decay by providing models in which RNA stability is controlled by a variety of subtle actions of regulators in response to physiological changes in a cell. By utilizing the techniques of RNA manipulation, one can develop artificial molecules such as RNA aptamers and ribozymes that can be used as probes and pharmaceutical agents in treating diseases. When applied to microorganisms, it would help to develop new targets for antibacteial drugs, and provide efficient methods for the production of bio-materials such as recombinant proteins and antibiotics by controlling RNA stability. Graduate students involved in the project will have an opportunity to learn RNA biology and techniques for handling and analyzing RNA as well as other biochemical and molecular biological tools.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 14
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 59
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 61
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 62
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 62
• 8. 참고문헌 ... 63
• 9. 연구성과 ... 64
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 65
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 65
• 12. 기타사항 ... 68
• 별첨1. 대 표 연 구 실 적 ... 69
• 별첨2. 세부 목표 관련 증빙 ... 84
• 끝페이지 ... 102