수명연장: 암을 위한 RNA의 비밀스러운 힘이 밝혀지다.

 

RNA는 인간 유전자 발현에서 점점 더 중요한 역할을 한다.

각 세포, 모든 핵 내부에서 당신의 생존은 복잡하고 매우 복잡한 과정에 달려 있다. 단백질은 DNA를 끊임없이 감싸고 풀고 있으며, 이 섬세한 춤에서 가장 작은 오류조차도 암을 초래할 수 있다.

 

시카고 대학의 새로운 연구에서 이 춤의 이전에 알려지지 않은 부분이 밝혀졌다. 인간의 건강에 중대한 영향을 미치는 부분이다.

 

10월 2일 네이쳐에 발표된 이 연구에서 UChicago 교수 추안 허(Chuan He)가 이끄는 과학자 팀은 샌안토니오 텍사스 대학교 건강 과학 센터 교수 밍지앙 쑤(Mingjiang Xu)와 협력하여 RNA가 TET2라는 유전자를 통해 DNA가 세포에 포장되고 저장되는 방식에서 중요한 역할을 한다는 것을 발견했다. 이 경로는 또한 많은 암과 기타 질환이 TET2 관련 돌연변이를 수반하는 이유에 대한 오랜 수수께끼를 설명하는 것으로 보이며, 치료를 위한 새로운 표적 세트를 제안한다.

 

화학과와 생화학 및 분자생물학과의 존 T. 윌슨 공로상 교수이자 하워드휴스의학연구소의 연구원인 허는 "이것은 개념적 돌파구를 나타낸다."고 말했다.

그는 "이것은 여러 질병에 대한 치료 표적을 제공할 뿐만 아니라 생물학에서 크로마틴 조절의 거대한 그림에 추가하고 있다."라고 말했다. "우리는 실제 세계에 미치는 영향이 매우 클 것으로 기대한다."

 

RNA의 발견

그 이후로 허와 그의 팀은 식물과 동물계에서 유전자가 켜지고 꺼지는 데 RNA 메틸화가 근본적으로 관여하는 방식을 점점 더 많이 발견했다.

 

이러한 관점에서 그들은 TET2라는 유전자에 주목했다. 오랫동안 우리는 TET2 또는 TET2 관련 유전자가 돌연변이 되면 온갖 문제가 뒤따른다는 것을 알고 있었다. 이러한 돌연변이는 다양한 인간 백혈병 사례의 10-60%에서 발생하며 다른 유형의 암에서도 갑자기 나타난다. 문제는 그 이유를 알지 못했다는 것입니다. 이는 치료법을 찾는 데 상당한 방해가 된다.

 

TET 계열의 다른 구성원은 DNA에서 작용하므로 수년 동안 연구자들은 TET2가 DNA에 미치는 영향을 살펴보았다. 하지만 허의 연구실은 잘못된 곳에서 찾고 있었다는 것을 발견했다. TET2는 실제로 RNA에 영향을 미친다.

 

세포가 유전 물질의 사본을 인쇄하면 나중에 참조할 수 있도록 깔끔하게 포장하고 접어야 한다. 이 패키지를 크로마틴이라고 한다. 이것이 올바르게 이루어지지 않으면 온갖 문제가 발생할 수 있다. RNA가 이 과정에서 핵심적인 역할을 하며, 그 역할은 메틸화라는 수정 과정을 통해 TET2에 의해 제어된다.

 

허의 연구실 팀은 영리한 실험을 통해 유전자를 제거하고 무슨 일이 일어나는지 확인하여 이것이 어떻게 작동하는지 보여주었다. 그들은 TET2가 특정 유형의 RNA에서 m5C라는 유형의 수정이 발생하는 빈도를 제어하고, 이는 MBD6라는 단백질을 끌어당기고, 이는 다시 크로마틴의 포장을 제어한다는 것을 발견했다.

유아일 때 세포가 활발하게 여러 유형의 세포로 분열되면 TET2가 고삐를 느슨하게 하여 크로마틴에 더 쉽게 접근할 수 있고 줄기 세포가 다른 세포로 변할 수 있다. 하지만 성인이 되면 TET2가 고삐를 조여야 한다. 그 억압력이 사라지면 MBD6가 자유롭게 움직이고 혼란이 생길 ​​수 있다.

 

"TET2 돌연변이가 있으면 이 성장 경로가 다시 열리고 결국 암으로 이어질 수 있다. 특히 혈액과 뇌에서 그렇다. 이 경로는 혈액과 뇌 발달에 가장 중요한 것으로 보이기 때문이다."라고 허는 말했다.

 

마지막으로 연구팀은 페트리 접시에서 인간 백혈병 세포를 테스트했다. 팀이 세포가 MBD6를 생성하는 능력을 제거하여 고삐를 효과적으로 잡아당겼을 때 백혈병 세포는 모두 죽었다.

 

'은의 총알'

암 연구자들에게 이 발견의 가장 흥미로운 부분은 약물에 대한 완전히 새로운 표적을 제공한다는 것이다.

 

"우리가 이것에서 얻을 수 있기를 바라는 것은 TET2 또는 IDH 손실로 인해 활성화된 이 특정 경로를 표적으로 삼아 암 세포만 선택적으로 제거하는 은의 총알이다."라고 UChicago의 폴스키 창업 및 혁신 센터(Polsky Center for Entrepreneurship and Innovation)와 협력하여 그러한 약물을 만드는 스타트업 회사를 설립한 허는 말했다.

 

 

하지만 TET2 돌연변이는 암 이외의 결과를 초래한다는 사실도 알고 있다. TET2 돌연변이는 70세 이상의 모든 성인의 일부에서 발생하며 심장병, 뇌졸중, 당뇨병 및 기타 염증성 질환(CHIP이라고 함)의 위험 증가에 기여한다.

 

"이 환자들은 TET2 돌연변이 혈액 세포를 가지고 있지만 아직 암을 일으키지 않았다."라고 시카고 대학교 의대의 종양학자이자 조교수이며 CHIP 환자 치료를 전문으로 하고 허의 연구실과 여러 프로젝트를 함께 진행 중인 카네르 사이긴이 설명했다.

"하지만 이 TET2 돌연변이 세포는 염증이 더 심하고 순환하면서 심장, 간 및 신장 질환과 같은 질환의 위험이 증가한다. 지금은 아직 암이 없기 때문에 이 환자들에게 아무것도 처방할 수 없지만, 돌연변이 세포를 제거할 수 있다면 그들의 삶을 개선할 수 있을 것이다."

 

급진적인 변화

이 발견은 또한 크로마틴에 대한 우리의 이해와 유전자 발현 전체에 대한 급진적인 변화이다.

이전에 우리는 m6A라는 RNA 메틸화의 한 형태가 유전자 발현에 영향을 미친다는 것을 알고 있었다. m6A의 배치와 제거는 크로마틴의 패키징에 영향을 미쳐 어떤 DNA 구간이 현실로 변환되는지 지시한다.

 

하지만 m5C도 이 범주에 속한다면, 이는 크로마틴과 유전자 발현을 제어하는 ​​일반적인 메커니즘이며, 더 많은 메커니즘이 있을 수 있음을 시사한다. 허는 "두 번째가 있다면 세 번째, 네 번째, 다섯 번째가 있을 수 있다."라고 말했다. "이것은 크로마틴의 RNA 변형이 크로마틴과 유전자 전사 조절의 주요 메커니즘이라는 것을 의미한다. 우리는 이 경로가 빙산의 일각에 불과하다고 생각한다."