RNA ±¸Á¶ ±â¹Ý ¼¼Æ÷³» ¿Âµµ°¨ÀÀ¼¾¼
Çѱ¹°úÇбâ¼ú¿ø ÈÇаú ÀÌ¿µÈÆ ±³¼ö
1. °³¿ä
mRNA¿Í´Â ´Þ¸® ´Ü¹éÁú·Î ¹ø¿ªµÇÁö ¾Ê´Â ncRNA´Â ¼¼Æ÷³» ´Ù¾çÇÑ ´ë»ç°úÁ¤À» Á¶ÀýÇÏ´Â ÀÎÀÚ·Î ¾Ë·ÁÁ® ÀÖ´Ù. ´ëÇ¥ÀûÀÎ ncRNA·Î´Â ¸®º¸¼ØÀÇ ÀϺκÐÀ» ÀÌ·ç´Â rRNA, ƯÁ¤ mRNAÀÇ ¹ßÇö°ú ¾ÈÁ¤¼ºÀ» Á¶ÀýÇÏ´Â sRNA µîÀÌ ¾Ë·ÁÁ® ÀÖ´Ù. ÇÏÁö¸¸ mRNA¿¡ ÀÚü¿¡µµ ncRNAÀÇ Æ¯¼ºÀÌ ÀϺΠº¸Á¸µÇ¾î ÀÖ´Â °æ¿ì°¡ ÀÖ´Ù. mRNA´Â ¾ÏÈ£È ¿°±â¼¿À» °¡Áö°í ÀÖ¾î ncRNA¶ó ºÎ¸£Áö ¾ÊÁö¸¸ ¹ø¿ªµÇÁö ¾Ê´Â ¿µ¿ªÀÎ 5' ¹× 3' UTR (untranslated region)ÀÌ Á¸ÀçÇÑ´Ù. mRNAÀÇ UTR¿¡´Â sRNA¿Í °áÇÕÇÏ´Â ¿°±â¼¿, Shine-Dalgano ¿°±â¼¿, RNA °¡¼öºÐÇØÈ¿¼Ò Àý´Ü ¿°±â¼¿ µî mRNAÀÇ ¹ßÇö°ú ¾ÈÁ¤¼ºÀ» Á¶ÀýÇϱâ À§ÇÑ ºÎ°¡¿ä¼ÒµéÀÌ ÀÖ´Ù. ¶ÇÇÑ mRNAÀÇ UTRÀº µ¶Æ¯ÇÑ ÀÌÂ÷±¸Á¶¸¦ Çü¼ºÇÏ¿© À§¿¡ ¾ð±ÞÇÑ ¿°±â¼¿µéÀ» °¢°¢¿¡ ÇØ´çÇÏ´Â ÀÎÀÚµé·Î ºÎÅÍ ¿µÇâÀ» ¹ÞÁö ¾Êµµ·Ï Çϱ⵵ ÇÑ´Ù.
UTR ¿µ¿ªÀÇ ÀÌ·¯ÇÑ Æ¯¼ºµéÀº RNA ÀÌÂ÷±¸Á¶ÀÇ º¯È¿¡ ÀÇÇؼ Á¶ÀýµÇ´Âµ¥, RNA ÀÌÂ÷±¸Á¶¿¡ ¿µÇâÀ» ÁÖ´Â ÀÎÀÚµé Áß ºñ»ý¹°Àû ÀÎÀÚ·Î ¿Âµµº¯È¸¦ ²ÅÀ» ¼ö ÀÖ´Ù. ¿Âµµ°¡ ÀÌ»óÀûÀÎ »ýÀåÁ¶°Ç¿¡¼ ¹þ¾î³¯ ¶§ ¼¼Æ÷´Â ½ºÆ®·¹½º¸¦ ¹Þ°Ô µÇ°í, À̸¦ ±Øº¹Çϱâ À§ÇÏ¿© ¿Âµµ ½ºÆ®·¹½º °ü·Ã ƯÁ¤ À¯ÀüÀÚµéÀ» ¹ßÇö ȤÀº ¾ïÁ¦ÇÑ´Ù. ÀÌ °æ¿ì ƯÁ¤ À¯ÀüÀÚµéÀÇ ¹ßÇöÀº mRNA UTR ¿µ¿ªÀÇ ÀÌÂ÷±¸Á¶°¡ ¿Âµµ¿¡ µû¶ó º¯ÈµÊÀ¸·Î½á Á¶ÀýµÉ ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ Æ¯¼ºÀÇ RNA ºÐÀÚµéÀ» RNA ¿Âµµ¼¾¼ ȤÀº RNA ¿Âµµ°è¶ó ºÎ¸¥´Ù. ¿Âµµ¿¡ µû¶ó º¯ÈµÇ´Â UTR ÀÌÂ÷±¸Á¶´Â ´ëÀå±ÕÀÇ rpoH À¯ÀüÀÚ, Synechocystis sp. PCC6803ÀÇ hsp17 À¯ÀüÀÚ, Salmonella Á¾ÀÇ fourU ±¸Á¶ µî¿¡¼ ¹ß°ßµÈ´Ù.
hsp17 mRNAÀÇ 5' UTR¿¡ Á¸ÀçÇÏ´Â RNA ¿Âµµ¼¾¼´Â 44°³ ´©Å¬·¹¿ÀƼµå·Î ÀÌ·ç¾îÁ® ÀÖ´Â ºñ±³Àû °£´ÜÇÑ ±¸Á¶¸¦ °¡Áö°í ÀÖ´Ù (±×¸² 1). ÀÌ·¯ÇÑ hsp17 mRNAÀÇ ¿ÂµµÀ¯µµ¼º RNA ¿Âµµ ¼¾¼´Â 2011³â Kortmann µî°ú 2015³â Wagner µîÀÇ ¿¬±¸¸¦ ÅëÇÏ¿© ÀÚ¼¼È÷ Á¶»çµÇ¾ú´Ù [1, 2]. Hsp17Àº ¿Ãæ°Ý ´Ü¹éÁú·Î Æò¼Ò¿¡´Â mRNA UTR ¿µ¿ªÀÇ Áٱ⠱¸Á¶°¡ °ß°íÇÏ°Ô Çü¼ºµÇ¾î ÀÖ¾î Shine-Dalgarno ¿°±â¼¿°ú ½ÃÀÛ ÄÚµ·ÀÌ °¡·ÁÁ® Àִµ¥, ¿Ãæ°Ý Á¶°Ç¿¡¼´Â ¿Âµµ°¡ ¿Ã¶ó°¡¸é¼ 5' UTRÀÇ ÀÌÂ÷±¸Á¶°¡ Ç®¸®¸é ¸®º¸¼ØÀÌ °áÇÕÇÒ ¼ö ÀÖ¾î Hsp17ÀÇ ¹ø¿ªÀÌ °³½ÃµÉ ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ´Â hsp17 À¯ÀüÀÚ´Â ÇÊ¿äÇÑ »óȲ¿¡¼¸¸ ¹ø¿ªÀÌ ÀϾµµ·Ï È÷´Â Á¶Àý ÀåÄ¡¸¦ °¡Áö°í ÀÖ´Ù´Â °ÍÀ» ÀǹÌÇÑ´Ù. ¿Âµµ¸¦ °¨ÁöÇÏ´Â hsp17 mRNAÀÇ UTRÀÇ Æ¯¼ºÀ» ¿¬±¸Çϱâ À§ÇØ Kortman µîÀº UTR¿¡ ¸î °¡Áö µ¹¿¬º¯À̸¦ µµÀÔÇÏ¿© ¿Âµµ¸¦ °¨ÁöÇÏ´Â ±â´É¿¡ º¯È¸¦ ÁÖ¾ú´Ù. ÀÎÀ§ÀûÀ¸·Î UTR¿¡ µ¹¿¬º¯À̸¦ µµÀÔÇÏ¿© Á¦ÀÛÇÑ RNA ¿Âµµ¼¾¼´Â ±âÁ¸ÀÇ RNA ¿Âµµ¼¾¼¿Í ´Þ¸® Ç×»ó ¹ø¿ªÀ» Çã¿ëÇϰųª ¹Ý´ë·Î Ç×»ó ¹ø¿ªÀ» ¾ïÁ¦Çϴ Ư¼ºÀ» °¡Áö°í ÀÖ´Ù (±×¸² 1). ÀÌ·¯ÇÑ ¹ß°ßÀº ¼¼Æ÷³»¿¡ ÀÌ¹Ì Á¸ÀçÇÏ´Â RNA ¿Âµµ¼¾¼ ¿ä¼Ò¿¡ ¸î °¡Áö Á¶ÀÛÀ» °¡ÇØÁÖ¸é ¿øÇϴ Ư¼ºÀ» °¡Áø RNA ¿Âµµ¼¾¼¸¦ °³¹ßÇÒ ¼ö ÀÖ´Â °¡´É¼ºÀ» º¸¿©ÁÖ´Â °ÍÀÌ´Ù.
±×¸² 1. hsp17 mRNAÀÇ 5' UTR ±¸Á¶¿Í ±× µ¹¿¬º¯À̵éÀÇ ±¸Á¶ [Âü°í¹®Çå 1¿¡¼].
À§¿Í´Â ´Ù¸¥ Á¢±Ù ¹æ¹ýÀ¸·Î RNA ¿Âµµ¼¾¼°¡ ÀÛµ¿ÇÏ´Â ¿Âµµ¸¦ ¹Ì¸® ¿¹ÃøÇÏ¿© UTRÀ» µðÀÚÀÎÇÏ·Á´Â ¿¬±¸µµ ¼öÇàµÇ¾ú´Ù. 2013³â Chursov µîÀº RNA ¿Âµµ¼¾¼ÀÇ ¿°±â¼¿¿¡ µû¶ó ¼³Á¤ ¿Âµµ¿¡¼ ±¸Á¶°¡ ¾î¶»°Ô º¯ÇÏ´ÂÁö¿¡ ´ëÇÑ Á¤º¸¸¦ ¾Ë ¼ö ÀÖ´Â ÇÁ·Î±×·¥À» ±¸ÃàÇÏ¿´´Ù [3]. ¶ÇÇÑ 2015³â, Hoynes-O¡¯'Connor µîÀº óÀ½ºÎÅÍ RNA ¿Âµµ¼¾¼¸¦ µðÀÚÀÎÇÏ¿© ¸ñÇ¥·Î ÇÏ´Â À¯ÀüÀÚ ¾Õ¿¡ »ðÀÔ, ¹ø¿ªÁ¤µµ¸¦ ¿Âµµ·Î Á¶ÀýÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ½Ã½ºÅÛÀ» ±¸ÃàÇÏ¿´´Ù [4] (±×¸² 2). ÀÌ °æ¿ì UTR ¿µ¿ª¿¡ RNase E¿¡ ÀÇÇØ ÀÎÁöµÇ¾î mRNA ºÐÇØ·Î À̾îÁö´Â ¿°±â¼¿ (RC), RC¿¡ »óº¸ÀûÀ¸·Î °áÇÕÇÏ¿© ÁÙ±â-°í¸® ±¸Á¶¸¦ ÀÌ·ê ¼ö ÀÖ°Ô ÇÏ´Â anti-RC (ARC), ¸¶Áö¸·À¸·Î ¸®º¸¼Ø °áÇÕ¿°±â¼¿À» »ðÀÔÇÏ¿© ¹ø¿ªÀÌ ÀϾ ¼ö ÀÖµµ·Ï ÇÏ¿´´Ù. 37¡ÉÀÇ ³ôÀº ¿Âµµ¿¡¼´Â UTRÀÇ ÀÌÂ÷±¸Á¶°¡ Ç®·Á RNase E°¡ RC¸¦ ÀÎÁöÇÏ°í mRNA ºÐÇظ¦ ÀϾ°Ô ÇÔÀ¸·Î½á GFP°¡ ¹ßÇöµÇÁö ¾Ê°Ô ÇÏ¿´´Ù. ¹Ý´ë·Î 27¡ÉÀÇ ³·Àº ¿Âµµ¿¡¼´Â ÁÙ±â-°í¸® ±¸Á¶°¡ ºñ±³Àû °ß°íÇÏ°Ô Çü¼ºµÉ ¼ö ÀÖµµ·Ï ÇÏ¿© mRNA°¡ ºÐÇصÇÁö ¾Ê°í Á¤»óÀûÀ¸·Î GFP°¡ ¹ø¿ªµÇ°Ô ÇÏ¿´´Ù. ÀÌ ¿¬±¸°¡ Kortmann µî [1]°ú 2015³â Wagner µî [2]ÀÇ ¿¬±¸¿Í ´Ù¸¥ Á¡Àº ÀÌ¹Ì ¼¼Æ÷³»¿¡ Á¸ÀçÇÏ´Â RNA ¿Âµµ¼¾¼¿¡ º¯È¸¦ ÁØ °ÍÀÌ ¾Æ´Ï°í óÀ½ºÎÅÍ ÀΰøÀûÀÎ UTR±¸Á¶¸¦ ¿¹ÃøÇÏ¿© µðÀÚÀÎ Çß´Ù´Â °ÍÀÌ´Ù.
±×¸² 2. 5' UTR ºÎºÐÀÇ ¿Âµµ°¨ÀÀ¼¾¼ ±¸Çö ¸ð½Äµµ. ³·Àº ¿Âµµ (27¡É)¿¡¼¿Í
³ôÀº ¿Âµµ (37¡É)¿¡¼ ÀÌÂ÷±¸Á¶ [Âü°í¹®Çå 4¿¡¼].
À§¿¡¼ ¼Ò°³ÇÑ ÀÏ·ÃÀÇ ¿¬±¸µéÀ» ÅëÇÏ¿© ±âÁ¸¿¡ ¾Ë·ÁÁø ncRNA¿Í mRNA UTRÀÇ Æ¯¼ºÀ» °áÇÕÇÏ¿© mRNA ÀÚü¿¡¼ ¹ßÇöÀ» Á¶ÀýÇÒ ¼ö ÀÖ´Â RNA ¿Âµµ¼¾¼ÀÇ Æ¯¼ºÀ» ºÐ¼®ÇÏ°í »õ·Î¿î °³³äÀÇ RNA ¿Âµµ¼¾¼¸¦ ±¸ÃàÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù´Â °ÍÀ» ¾Ë ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ¿Í °°Àº ¿¬±¸µéÀº ncRNA¸¦ ÅëÇÑ ¼¼Æ÷³» ´ë»çÁ¶ÀýÀÌ ´Ü¼øÇÑ mRNA¿ÍÀÇ »óº¸ÀûÀÎ °áÇÕÀ» ³Ñ¾î ¿Âµµº¯È¿Í °°Àº ºñ»ý¹°Àû º¯È¸¦ ÅëÇؼµµ À¯µµµÉ ¼ö ÀÖ´Ù´Â Á¡À» ½Ã»çÇØ ÁØ´Ù.
Âü°í¹®Çå
1. Jens Kortmann, Simon Sczodrok, Jorg Rinnenthal, Harald Schwalbe and Franz Narberhaus (2011) Translation on demand by a simple RNA-based thermosensor. Nucleic Acids Res., 39, 2855–2868
2. Dominic Wagner, Jorg Rinnenthal, Franz Narberhaus and Harald Schwalbe (2015) Mechanistic insights into temperature-dependent regulation of the simple cyanobacterial hsp17 RNA thermometer at base-pair resolution. Nucleic Acids Res., 43, 5572–.5585
3. Andrey Chursov, Sebastian J. Kopetzky, Gennady Bocharov, Dmitrij Frishman, and
Alexander Shneider (2013) RNAtips: Analysis of temperature-induced changes of RNA secondary structure. Nucleic Acids Res., 43, W486–.W491
4. Allison Hoynes-O¡¯'Connor, Kristina Hinman, Lukas Kirchner and Tae Seok Moon (2015) De novo design of heat-repressible RNA thermosensors in E. coli. Nucleic Acids Res., doi: 10.1093/nar/gkv499.