이강석 교수 연구실 (분자미생물학 연구실)

Divergent rRNAs as regulators of gene expression at the ribosome level
Nature Microbiology(2017, IF 14.174, 상위 3.17%)

생명과학과 이강석 교수, 약학부 배지현 교수 연구팀이 라이보솜(ribosome)의 새로운 단백질 합성 메커니즘을 규명했다.

▷모든 생명체는 단백질과 rRNA으로 이뤄진 라이보솜이라는 복합체를 통해 단백질을 합성한다.
지구상에 존재하는 생명체들은 40억년 가까운 진화를 통해, 각각의 생명체의 생리활성에 가장 적합한 한 가지 종류의 rRNA 유전자를 보유하게 되었으며, 이러한 종 특이적인 rRNA 유전자의 변이는 생명체들 사이의 연관성을 규명하고 이들을 분류하는 연구분야에서 핵심자료로 사용되어 왔다. 그러나, 지난 40년 동안 많은 생명체에서 여러 종류의 rRNA를 발현하는 것이 알려져 있었으나, 그동안 하나의 세포에 공존하는 이종 rRNA의 근본적인 기능을 밝히는 연구결과는 보고된 바 없었다.연구팀은 비브리오균에 존재하는 다양한 rRNA 유전자의 기능 규명을 통해, 이 이종 rRNA를 포함한 라이보솜이 특정한 *mRNA(messenger RNA)들로부터 선별적으로 단백질을 합성하는 능력을 갖고 있다는 사실을 알아냈다. 

▷이번 연구 결과는 라이보솜이 세포내에서 생성되는 mRNA를 이용해 단백질로 발현되는 과정에서 단순한 중간연결자 역할을 한다는 기존의 견해를 바꾸는 데 큰 의의가 있다. 환경 변화에 따라 필요한 mRNA가 라이보솜에 의해 선별되어 단백질 합성이 더욱 효과적으로 이뤄진다는 새로운 개념의 유전자 발현 조절과 세균의 환경변화 대응 메커니즘을 밝혀낸 것이다. 

▷연구에 참여한 중앙대 이강석(생명과학과), 배지현(약학부) 교수는 “연구를 통해 이종 rRNA에 의한 단백질 합성 조절을 통한 패혈증 비브리오균의 생존메커니즘을 규명해냈다”며, “향후 병원성 미생물의 치료제 개발 등에 유용하게 활용될 것”이라고 말했다.