| 초록 |
□ 연구개요 다양한 암종에서 RNA 대사산물로 RNA 변형체 (Modified RNA) 역할의 중요성이 보고되고 있음. 본 연구에서는 암 발생 원인의 규명 및 진단/치료를 위한 새로운 접근 방법을 제시하기 위하여 암세포 유전체 유지 기전중 특히 DNA 손상 및 복구 기전에 연관된 중요 조절인자로서 RNA 변형체 중 하나인 N6-메틸아데노신(N6-methyladenosine, m6A)의 역할을 연구하여 이 변형체를 표적하는 것이 최종적으로 임상 적용의 후보 물질로 활용될 가능성을 확인 □ 연구 목표대비 연구결과 - DNA 이중나선 손상을 유도할 수 있는 레이져 매개 이온화 조사 (Laser-mediated ionizing irradiation)를 통하여 DNA 손상 부위 (γH2Ax로 표지)에서 m6A 변형 RNA의 비율이 증가 됨을 확인. - 이온화 조사로 유도된 m6A의 비율은 m6A RNA 메틸화효소 (Methyltransferase)인 METTL3에 의존적임을 확인. - METTL3의 결손은 DNA 손상 관련 염색체 변이를 유도하고, DNA 복구 기전중 하나인 비상동 말단연결 (Non-homologous end joining, NHEJ)의 효율성을 저해함을 확인. - 암세포의 유전체 유지 기전 측면에서, METTL3의 결손은 비상동 말단연결의 핵심 복구 인자인 53BP1의 개입을 방해하는 것을 확인. 이 결과를 토대로 본 연구자는 DNA 이중나선의 손상에 반응하는 복구 인자들의 조절에 RNA의 m6A 변형체가 중요한 역할을 할 것이라는 가설을 검증하였고, 암세포에서 DNA 손상 및 복구 기전과 관련된 m6A와 m6A 관련 인자들의 유기적 역학 관계 및 분자생물학적 세부 기전을 밝힘 - DNA 손상 복구 기전에서 m6A의 역할을 연구하기 위해서는 필요시에 특정 위치에 DSB가 유도될 수 있는 시스템 확보가 요구됨. 따라서, 시간과 위치에 따라 조절 가능한 DSB 유도 세포주를 새롭게 확립하여 기본연구 시스템으로 도입함. - 텔로미어 결합단백질인 TRF1에 nuclease 활성을 가진 FokI 단백질을 결합하여 발현시켜 텔로미어 특이적인, 즉 위치 특이적인 DSB를 유도 (WT: 정상 nuclease 활성을 가진 FokI; D450A: nuclease 활성이 불활성화된 FokI) - mCherry 발광 단백질과의 퓨전으로 DSB 유도 부위 확인. - 약물 (4-OHT 또는 Doxycycline)과 라이간드 (Shield1 ligand) 특이적으로 활성이 조절되는 시스템. 시간 특이적인 DSB를 유도함 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 유전체 불안전성은 악성 종양의 대표적 원인 인자임. 암세포의 경우 DNA 손상 회복기전의 결손은 암세포의 유전적 불안정성을 증가시키기도 하지만, 이러한 결손은 암세포를 치료하는 방법으로 활용되기도 함. 따라서, 유전체 안정성을 유지하는 기전에 대한 정확한 이해는 암세포의 형성 억제뿐만 아니라, 암의 진행 억제를 위한 방법을 찾을 수 있는 중요한 요소로 활용될 수 있음. 최근 다양한 연구를 통하여 RNA, RNA 변형체, 그리고 RNA 변형체 관련 효소들의 DNA 손상 및 복구 과정에서의 역할의 중요성이 강조되고 있음. 특히, m6A RNA 변이체의 경우, DNA 손상 시 그 변이체의 발현 정도가 현저히 증가 되었고, 다양한 암종에서 그 형질이 감소 되어있는 것이 확인됨. 따라서 본 연구에서는 ‘어떻게 m6A 대사작용이 암세포의 유전체 안정성을 유지에 관여하는가‘를 RNA 변형체에 의해 변화되는 후성유전체학적 특징을 위주로 판별하고자 함. 본 연구를 통하여, 암세포 유전체 유지 기전의 새로운 조절인자로서 m6A-modified RNA 기능을 발견하고, 종양화 과정에서 그 역할을 밝힘으로써 새로운 암세포 표적 치료 인자로의 활용 가능성을 제시할 수 있을 것이라 봄 (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
