(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 미국 연구팀이 초파리의 인슐린 생산에 관여하는 메신저 RNA(mRNA)에서 생산량 조절 인자를 발견했다. 이 인자는 어류는 물론 인간 등 포유류에도 있어 당뇨병 치료 연구에 기여할 것으로 기대된다.
미국 미시간대 모니카 더스 교수와 대니얼 윌린스키 박사팀은 25일 과학저널 '네이처 구조 및 분자 생물학'(Nature Structural and Molecular Biology)에서 초파리의 인슐린 mRNA에 붙어 있는 화학적 태그(chemical tag)가 인슐린 생산량 조절에 중요하다는 사실을 발견했다고 밝혔다.
연구팀은 인슐린은 전 세계 당뇨병 환자 수백만 명의 생명을 구하고 있지만 인슐린 생성 초기 단계에 대해서는 밝혀진 게 거의 없다고 지적했다. 이를 밝히기 초파리 DNA에 있는 인슐린 정보가 mRNA를 거쳐 인슐린으로 합성되는 과정을 조사했다.
각 세포 내 DNA 유전자에는 단백질 정보가 있고 이 정보는 mRNA에 복사돼 단백질이 합성되는 세포질로 전달된다. mRNA에는 '태그'라는 작은 분자가 붙어 있으며 이 태그에 따라 RNA의 기능과 단백질 생성 방식이 바뀔 수 있다.
초파리를 연구 대상으로 한 것은 인슐린 세포가 뇌에 있어 신경세포처럼 작동하며 물리적 접근이 쉽기 때문이다. 하지만 사람은 인슐린을 만드는 췌장이 간 뒤에 있고 재생이 잘되지 않아 샘플 채취 등 연구가 어렵다.
연구팀은 초파리에 있는 'RNA N-6 아데노신 메틸화'(m6A)라는 태그의 기능을 분석했다. 먼저 이 태그가 있는 RNA를 확인하고 인슐린 분자에 형광 분자 표지를 붙인 다음 공초점 현미경으로 인슐린 세포에서 생성되는 인슐린양을 시각화했다.
실험은 두 가지 조건에서 수행됐다. 하나는 mRNA에 m6A 태그를 붙이는 역할을 하는 m6A 효소를 제거(knockout)했으며, 다른 하나는 DNA 편집 기술 크리스퍼(CRISPR)를 사용해 m6A 태그 자체를 없앴다.
그 결과, 두 실험에서 모두 초파리 인슐린 생산 능력이 크게 감소한 것으로 확인됐다.
더스 교수는 "인슐린 DNA의 복사본인 이 mRNA에 m6A 태그가 있을 때는 인슐린이 많이 생성되지만, 이 태그가 없는 초파리는 인슐린 생성이 크게 감소하면서 당뇨병 특징을 보였다"고 말했다.
이어 "우리는 100년 동안 인슐린을 치료제로 알고 있었고 생성 과정에 대해서도 많은 것을 밝혀냈지만 기본적 분자생물학 기전과 조절 메커니즘은 거의 알지 못하고 있다"며 "그런 점에서 이 연구가 중요하다"고 덧붙였다.
윌린스키 박사는 "이번에 발견한 화학적 태그는 어류, 생쥐, 인간에도 그대로 보존돼 있어 사람의 인슐린 생산도 이런 메커니즘을 통해 조절될 가능성이 크다"며 "이 연구 결과는 당뇨병이 어떻게 발생하는지에 대한 또 하나의 증거"라고 말했다.
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데일리메디 기자 (
