새 연구, 고환에서 높은 lncRNA 수준이 정자 기능과 진화에 미치는 역할 규명

Seoul토론토 대학교의 연구진은 고환에서 많은 긴 비암호화 RNA(lncRNA)를 발견했습니다. 이 발견은 lncRNA가 정자의 기능과 진화에 중요한 역할을 할 수 있음을 시사합니다.

이 연구는 약 700개의 lncRNA가 얼마나 병존하는지를 초파리의 고환에서 조사했습니다. 이 곤충은 생물의학 연구에서 중요한 모델로 사용됩니다. 연구 결과, 고환에서 lncRNA의 수준이 이전에 생각했던 것보다 높다는 것이 발견되었습니다. 이는 일반적으로 게놈 내에서의 lncRNA 발현이 낮다는 믿음을 반박하는 것입니다.

이 연구는 고환에 높은 수준의 lncRNA가 존재하며 이것이 남성 생식에 중요할 수 있음을 밝혀냈습니다. 이는 lncRNA가 기능을 하지 않는다는 기존의 믿음에 도전하는 결과입니다.

분자 유전학 박사 과정 학생이자 연구의 공동 저자인 매튜 야치모위츠는 lncRNA의 기능이 명확히 이해되지 않아 논란이 됐었다고 설명했습니다. 이번 연구는 정자의 진화와 발달에서 그들의 잠재적인 역할을 명확히 하는 데 도움을 줍니다.

동물의 경우, 정자를 형성하는 과정에서 유전자 활동이 가장 활발합니다. 긴 비암호화 RNA(lncRNA) 유전자는 단백질 암호화 유전자보다 더 오래 그리고 더 활발히 작용합니다. Y 염색체는 전이 요소, 위성 반복 서열, 유사 유전자와 같은 독특한 요소들을 포함하고 있어 정자 생산 시기를 제외하고는 대부분 침묵 상태에 있어 연구하기 어렵습니다.

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전위 요소는 유전체 내에서 DNA 서열을 이동시킬 수 있는데, 이에 비해 위성 반복 서열과 유사 유전자는 비암호화 DNA 영역이다. 이러한 요소들은 유전자에 삽입되어 돌연변이를 일으킬 수 있으며, 이는 정자 문제나 출생 결함을 초래할 수 있다. 연구자들은 일부 lncRNA 유전자가 유해한 전위 활동을 감소시켜 새로운 유전자의 발달을 지원한다는 것을 확인했다.

성숙한 정자는 코딩 유전자와 비코딩 유전자의 RNA를 모두 포함하고 있습니다. 정자의 비코딩 RNA는 대사와 행동에 대해 세대를 넘어 영향을 미칠 수 있습니다. 연구에 따르면 정액에서 새로운 유형의 lncRNA 입자가 발견되었으며, 이는 정자 세포와 비정자 세포 모두에서 유래할 수 있습니다. 이러한 입자는 세포 간의 의사소통에 중요한 역할을 할 가능성이 있습니다.

이 연구의 주저자인 캐서린 샤오는 이전의 연구에서 많은 긴 비암호화 RNA(lincRNA)가 간과된 이유는 이들이 폴리아데닐화를 가지지 않기 때문이라고 지적했다. 폴리아데닐화는 RNA의 안정성을 높이고 분해를 막아주는 역할을 한다. 그러나 대부분의 lincRNA는 이러한 특징이 없어 전통적인 방법으로는 검출되지 않았다.

헨리 크라우스 분자유전학과의 주요 연구자이자 교수는 고환에서 높은 수준의 lncRNA가 발견된 것이 lncRNA가 주로 쓸모없다는 기존의 인식을 도전한다고 강조했습니다. lncRNA를 기반으로 한 입자들을 발견하는 것은 새로운 RNA 기반 치료제를 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이 연구는 생식에서 lncRNA의 역할을 더 잘 이해하도록 도와주며, 의학 연구와 치료에 새로운 가능성을 제시합니다. 결과는 우리가 비암호화 RNA에 대한 기존의 가정을 재고하고 그들의 다양한 기능을 탐구해야 함을 보여줍니다.