의학과 이창우 교수, 세포 및 조직 특이적 유전자 발현의 ‘새로운 기전’ 규명

- 포유류 유전자 발현 가소성 조절의 새로운 가설 제시

[사진] 이창우 교수, 김현수 박사

의과대학 의학과 이창우 교수 연구팀(분자종양면역학연구실, 제1저자 김현수 박사)은 연세대 생명공학과 신용 교수 연구팀과의 공동연구를 통하여 포유류 세포 및 조직 특이적 유전자 발현의 새로운 기전을 밝혀내고, 탈인산화효소 Ssu72의 활성이 RNA 중합효소 II(RNA polymerase II 혹은 RNA Pol II)의 전반적인 전사 과정 조절에 핵심인 것을 밝혀냈다.

우리 몸을 구성하는 기관(organ) 및 조직(tissue)들은 다양한 세포들로 이루어져 있으며, 이러한 세포들은 내재되어 있는 그 고유의 특이적인 유전자들의 발현 및 적절한 억제를 통해 세포 항상성을 유지하며, 그 고유한 기능을 유지하고 있다. 특히 임상적으로 다양한 기관 및 조직들의 유전자 발현 조절 실패는 암을 비롯한 여러 대사성 질환, 면역성 질환의 원인임이 잘 알려져 있어서, 탈인산화효소 Ssu72를 통한 세포 및 조직 특이적 유전자 발현 조절은 향후 다양한 인간 질병 치료제 개발에 새로운 전기를 마련할 것으로 사료된다.

연구팀은 본 연구에서 여러 분자생물학, 생화학적 및 생명정보학적 실험방법들을 활용하여 효모에서 부분적으로 알려진 탈인산화효소 Ssu72의 기능을 마우스 조직 안의 다양한 세포들을 이용하여 심도 있게 연구한 결과이다. 이번 연구에서 포유동물의 탈인산화효소 Ssu72는 RNA 중합효소 II 전사 과정 (transcription)의 모든 단계[개시 단계 (initiation step), 전사 신장 단계 (elongation step), 종결 단계 (termination step)]에서 RNA 중합효소 II C-terminal domain (CTD)의 탈 인산화 작용을 통하여 유전자 발현을 조절함을 확인하였다. 또한, Ssu72는 조직 특이적으로 활성화된 유전자들을 우선적으로 통제함을 규명하였고, 이러한 결과들은 Ssu72가 세포내 특이적이고 안정적인 환경을 제공할 수 있는 정교한 유전자 발현기전을 통제하고 있음을 처음으로 밝힌 연구란 점에서 매우 커다란 의의를 갖는다.

이창우 교수는 “우리 몸을 구성하는 다양한 세포들의 특이적 유전자 발현에 대한 새로운 기전을 규명한 연구결과이다” 면서 “특이적 유전자 발현에 관련된 탈인산화효소 Ssu72의 핵심적인 기능을 밝힘으로써 다양한 인간 질환들의 진단 및 새로운 치료제 개발에 도움이 되길 기대한다”라고 설명했다.

[연구 그림]

본 연구 성과는 Theranostics (SCI IF 11.556) 2021년 11월 온라인(2022년 1월 offline)으로 게재되었다.