박지환(왼쪽)와 김경대 박사과정.[GIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 지금까지 특별한 기능이 없는 부산물로 여겨져 연구 대상으로서 크게 관심받지 못한 ‘긴 비번역 RNA(long non-coding RNA, lncRNA)’가 최근 다수의 연구 결과를 통해 세포 내에서 직접 혹은 간접적으로 세포 기능에 영향을 미쳐 여러 질병 및 노화를 유발한다는 사실이 새롭게 밝혀져 주목받고 있다.

하지만 이러한 중요성에도 불구하고, ‘긴 비번역 RNA’ 연구에 참고할 수 있는 세포 지도가 부재하여 후속 연구에 어려움을 겪고 있다.

광주과학기술원(GIST)은 생명과학부 박지환 교수 연구팀과 강동경희대학교병원 이상호 교수 공동연구팀이 기존 단일세포 기술*과 ‘긴 비번역 RNA’만을 특정하는 기술을 융합하여 여섯 개의 조직(신장, 폐, 간, 심장, 소장, 흉선) 및 노화된 신장에서 ‘각 세포 특이적 긴 비번역 RNA’와 ‘노화 특이적 긴 비번역 RNA’에 대한 세포 지도를 구축했다고 밝혔다.

연구팀은 8주차 마우스 성체 모델에서 여섯 개의 조직을, 21개월 된 노화 마우스 모델에서 신장을 적출했다.

연구팀은 각 세포에서 밝혀진 ‘긴 비번역 RNA’를 중심으로 전사 조절 인자와 하위 조절 유전자 정보를 통합하여 유전자 조절 네트워크를 구축하고, 각 조직에서 지질대사 및 면역세포 활성화와 같은 세포 역할에 있어 ‘긴 비번역 RNA’가 나타내는 생물학적 기능을 밝혔다.

여섯 개의 조직 및 노화 신장에서 단일세포 분석 기술과 타겟 기술을 융합한 분석 모식도.[GIST 제공]

개발한 단일세포 분석 기술을 노화된 신장에 적용하여 노화에 따른 유전자 및 긴 비번역 RNA의 변화를 관찰했다. 여과 기능을 담당하는 신장의 핵심 기관인 사구체에서 높은 염증 반응과 노화 점수를 토대로 노화의 특성을 가장 먼저 관찰할 수 있었으며, 사구체를 구성하는 여러 세포에서 이러한 염증 반응을 유발하는 유전자들과 긴 비번역 RNA와의 공동 발현 패턴을 발굴함으로써 노화와 ‘긴 비번역 RNA’ 간의 상관성을 밝혀내는 데 성공했다.

또 사구체와 더불어 노화된 신장에서 전반적인 면역세포 증가를 확인했으며, 노화에 따라 이러한 면역세포에서 공통적으로 증가하는 ‘긴 비번역 RNA’를 밝혀냈다.

박지환 교수는 “이번 연구 성과로 ‘긴 비번역 RNA’ 연구에 활용도가 높은 분석 지도를 만들 수 있었다”며 “노화 유발 원인의 실마리를 제공하는 ‘긴 비번역 RNA’들은 노화 및 질병에 대한 치료 전략으로 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

한국연구재단 지원으로 수행된 이번 연구결과는 국제학술지 ‘미국신생물학회저널’ 7월 표지논문으로 게재됐다.