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[IT뉴스]단백질 '아고넛' 활성화 과정 세계 첫 규명…특정 유전자 과도 발현에 의한 난치성 질환 치료에 청신호

온카뱅크관리자

2026-06-11 13:07:30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 김빛내리 IBS RNA연구단장·노성훈 서울대 생명과학부 교수 연구팀 '아고넛의 구조 형성을 돕는 샤페론 단백질 작동 원리' 밝혀 아고넛에 잘 붙는 RNA 특성도 규명, 대사질환·알츠하이머 등 난치성 질환의 RNA 치료제 설계에 새 방향 제시 네이처지에 11일 오전0시(한국시간) 게재 
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 <img alt="단백질 '아고넛'의 활성화 과정을 세계에서 처음으로 규명한 연구팀, 김빛내리 IBS RNA연구단장, 이영윤 IBS RNA연구단 연구원, 정민석 IBS RNA연구단 연구원, 노성훈 서울대 교수, 이한솔 고려대 교수(왼쪽부터). 과학기술정보통신부 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/11/daejonilbo/20260611130323823wfnn.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="zVNoIzztOS" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/11/daejonilbo/20260611130323823wfnn.jpg" width="658">
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 단백질 '아고넛'의 활성화 과정을 세계에서 처음으로 규명한 연구팀, 김빛내리 IBS RNA연구단장, 이영윤 IBS RNA연구단 연구원, 정민석 IBS RNA연구단 연구원, 노성훈 서울대 교수, 이한솔 고려대 교수(왼쪽부터). 과학기술정보통신부 제공
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 국내 연구팀이 유전자 발현을 조절하는 단백질 '아고넛'의 활성화 과정을 세계 최초로 규명했다. 학계는 이 연구가 아고넛의 구조 형성을 돕는 '샤페론' 단백질의 작동 원리를 밝히고 아고넛에 잘 결합하는 RNA의 특성을 규명해 RNA 치료제 설계의 새 방향을 제시했다고 평가했다.
 과학기술정보통신부(부총리 겸 과학기술정보통신부 장관 배경훈)는 김빛내리 기초과학연구원(IBS) RNA연구단장과 노성훈 서울대 생명과학부 교수 공동연구팀이 유전자 발현을 조절하는 단백질 '아고넛'의 활성화 과정을 세계 최초로 규명했다고 11일 밝혔다.
 아고넛은 우리 세포 안에서 필요 없는 유전자 정보를 찾아내 제거하는 단백질이고, 샤페론은 세포 안에서 다른 단백질에 붙어 정상적인 3차원 구조를 갖추도록 돕는 단백질이다.
 우리 세포는 유전자의 과도한 발현을 억제하여 신체 균형을 맞추는 마이크로RNA(miRNA)가 존재한다. 이 miRNA가 세포 내에서 유전자 발현을 억제하려면 반드시 아고넛 단백질과 결합해 '단백질-RNA 복합체(RISC)'를 형성해야 한다.
 그러나 miRNA가 아고넛과 결합해서 활성을 가지게 되는 과정이 밝혀지지 않아 RNA치료제 개발에 한계가 있었다.
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 <img alt="공동연구팀이 밝힌 샤페론이 아고넛에 miRNA를 넣어주는 과정. 과학기술정보통신부 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/11/daejonilbo/20260611130325317lodb.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="qkf2nyyOsl" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/11/daejonilbo/20260611130325317lodb.jpg" width="658">
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 공동연구팀이 밝힌 샤페론이 아고넛에 miRNA를 넣어주는 과정. 과학기술정보통신부 제공
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 공동연구팀의 발표 자료를 보면, 연구팀은 아고넛이 유전자 조절 활성을 갖추는 과정을 직접 관찰하기 위해 샤페론에 결합한 아고넛 복합체를 세계 최초로 분리·정제하고 초저온 전자현미경(Cryo-EM) 기술을 이용해 복합체의 구조를 원자 수준에서 살폈다.
 연구팀은 이를 통해 샤페론이 아고넛을 완전히 열린 형태로 붙잡아 miRNA가 들어갈 공간을 만들어 준다는 사실을 확인했다.
 공간에 miRNA가 들어가 결합하면 임무를 마친 샤페론은 떨어져 나가고, 아고넛은 유전자를 조절할 수 있는 닫힌 형태로 완성됐다. 연구팀은 시험관 안에서 결합 과정을 그대로 재현해 검증했고, 완성된 아고넛은 표적 유전자(mRNA)를 정확히 잘라냈다.
 연구팀은 세포 내에서 존재하는 원래 형태인 '이중가닥' miRNA가 있을 때만 아고넛이 안정적으로 작동하고, miRNA가 없거나 '단일가닥' 일 때는 정상적인 구조가 만들어지지 않는다는 점도 확인했다.
 또 연구팀은 어떤 RNA가 아고넛에 효율적으로 탑재될 수 있는지도 분석해 RNA의 화학적 특성, 이중나선 구조, 20~24개 염기의 최적 길이 등이 아고넛의 정상적인 결합에 필수적이라는 사실도 밝혔다. 노성훈 교수는 "단백질 조립 원리를 규명해 생물 현상 이해하는 새로운 관점을 제시하게 됐다"고 했다.
 이 연구를 통해 연구팀은 현재 임상에서 사용하는 siRNA(특정 유전자의 활동을 선택적으로 차단해 질병 원인 단백질이 만들어지지 않도록 하는 인공 합성 miRNA) 치료제의 화학 잔기(인공 RNA 치료제가 오랫동안 효과를 낼 수 있도록 뼈대에 덧붙인 특수 화학 분자 조각)가 아고넛 조립에 미치는 영향도 확인해 치료제 설계의 효율성과 응용 가능성을 크게 높였다.
 연구팀은 오랫동안 풀리지 않은 숙제인 'miRNA가 아고넛에 탑재되고 활성을 획득하는 마지막 단계'를 푸는 단초를 다이서와 아고넛을 이용한 구조분석과 기능 재현에서 샤페론 단백질의 역할로 발상 전환을 해 연구 성과를 거뒀다고 전했다.
 김빛내리 연구단장은 "이번 연구는 그동안 시행착오에 의존하던 RNA 치료제 설계에 분자적･이론적 근거를 제시해 향후 보다 효율적이고 안전한 siRNA 치료제를 개발할 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.
 이 연구 논문(Structural basis for chaperone-guided assembly of RNA-induced silencing complex)은 이영윤(공동 제1저자, IBS RNA연구단), 정민석(공동 제1저자, IBS RNA연구단), 이한솔(공동 제1저자, 고려대 교수), 이다니엘(IBS/서울대), 이재현(서울대), 박준선(서울대), 노성훈(공동 교신저자, 서울대 교수), 김빛내리(공동 교신저자, 서울대 석좌교수) IBS RNA연구단장이 참여했으며 11일 새벽 0시(한국시간) 국제학술지 '네이처(Nature)'에 게재됐다.
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