중증 천식에서 나타나는 기도 염증의 유전적 기초를 조사하던 중, 연구자들은 RNA에 결합하는 단백질이 조절 장애를 일으키고 기도 세포에서 유전자 발현의 변화를 유도한다는 사실을 처음으로 발견했습니다. 천식은 가장 흔한 만성 호흡기 질환 중 하나입니다. 일반적으로 염증성 질환, 즉 면역과 관련된 질환으로 정의됩니다.
천식을 유발하는 염증 과정은 잘 알려져 있지만 천식을 유발하는 유전자는 알려져 있지 않습니다. 이제 킹스 칼리지 런던(King's College London) 연구진이 주도한 새로운 연구에서는 RNA와 이것이 조절하는 단백질의 중요한 역할이 처음으로 밝혀졌습니다.
연구진은 천식 환자와 비천식 환자의 세포에서 RNA 유전 데이터를 얻었습니다. RNA는 DNA의 유전암호를 전달하고 해석할 수 있습니다. 메신저 RNA(mRNA)는 핵에 있는 DNA의 단백질 정보를 세포질이나 세포 내부로 전달합니다. RNA 결합 단백질은 선택적으로 mRNA에 결합하고 이를 세포 이하 구획에 위치시키고 단백질 합성을 조절합니다.
그들은 두 개의 RNA 결합 단백질인 ZFP36L1과 ZFP36L2가 천식 환자에서 상당히 조절 장애가 있다는 것을 발견했습니다. 중증 천식 환자의 기관지 상피 세포에서 이 두 단백질을 복원했을 때 연구자들은 중증 염증을 조절하는 유전자 발현의 변화를 관찰했습니다. 그들은 ZFP36L1과 ZPF36L2가 천식 환자의 상피 세포에서 유전자 발현의 변화를 유도한다는 결론을 내렸습니다.
연구진은 천식과 유사한 증상을 유발하기 위해 집 먼지 진드기에 노출된 생쥐에서 이러한 단백질이 생쥐의 기도 세포에 잘못 위치한다는 사실을 발견했습니다. 세포하 영역에 위치하는 단백질과 달리 위치가 잘못 지정된 단백질은 제대로 기능할 수 없습니다. 연구진은 이 발견을 토대로 잘못 위치된 단백질이 세포에서 다양한 기능을 수행함으로써 천식의 특징인 염증에 기여한다고 믿습니다.
현재 연구에서는 mRNA 발현 조절이 천식의 기본 과정이라고 제시하고 있지만 인간에서 이러한 RNA 단백질의 역할을 확인하고 호흡기 건강에 미치는 영향을 더 잘 이해하기 위해서는 추가 연구가 필요합니다.
이번 연구는 세포 및 발달 생물학 분야의 프론티어(Frontiers in Cell and Developmental Biology) 저널에 게재되었습니다.