mRNA 품질을 관리하는 NMD 경로의 메커니즘 및 활용
2021-09-18
org.kosen.entty.User@7ccf62b
박상민(sangmin123)
난센스 돌연변이 매개 RNA 분해 (NMD; nonsense-mediated RNA decay)는 진핵세포에서 mRNA 전사체의 품질을 관리하는 세포 감시 경로로 알려져있다. NMD의 대표적인 기능은 조기 종결 코돈(PTC)을 가지고 있는 돌연변이 mRNA의 발현을 막는다. 하지만 최근의 연구는 NMD가 많은 정상적인 전사체(transcript)의 안정성을 조절함으로써 유전자 발현에 훨씬 더 광범위한 역할을 한다는 것을 보여주었다.
NMD는 조기 종료 코돈인 PTC(premature termination codon)를 포함하고 있는 전사체를 제거함으로써 전사 과정의 전반적인 품질을 보호하고 세포 항상성을 유지한다. PTC는 유전적 돌연변이, 그리고 스플라이싱 및 전사상의 결함과 같은 핵산 대사의 오류로부터 발생할 수 있다. 또한 PTC는 재조합을 포함하여 정상적인 유전자 구조로부터 mRNA 합성과정 동안 형성될 수 있다. NMD의 일반적인 역할은 비정상적인 기능을 가진 C-말단의 잘린 단백질을 생성할 수 있는 전사체의 번역을 방지한다.
돌연변이가 아닌 전사체도 NMD의 대상이 되며, 이러한 유전자 발현에 대한 조절은 세포의 분화, 스트레스에 대한 반응, 질병의 발생을 포함한 광범위한 생리적 과정에 영향을 미친다. 최근 추정치에 따르면 NMD는 세포의 타입에 따라 직접 또는 간접적으로 최대 25%의 전사체에 영향을 미친다. NMD 과정은 돌연변이 유무에 관계없이 전사 과정 전체에 적용되지만, NMD 활성 및 억제를 촉발하는 신호는 특정 대상 및 생물학적 맥락에 따라 달라진다.
본 보고서는 NMD가 포유류의 정상적인 유전자 발현에 미치는 기능과 영향에 초점을 맞춘다. 유전자 조절 메커니즘으로서 기능과 환경 및 발달 신호에 의한 동적 조절에 특히 중점을 두고 NMD 과정의 개요를 설명하고, 정상 생리학에서 NMD의 알려진 역할을 살펴본다. 나아가 NMD 조절 이상이 인간 질병에 미치는 영향에 대한 결론을 내리고, NMD 활동을 조작함으로써 유전적, 신경학적 장애와 암을 치료할 수 있는 가능성에 대해 검토해본다.
NMD는 조기 종료 코돈인 PTC(premature termination codon)를 포함하고 있는 전사체를 제거함으로써 전사 과정의 전반적인 품질을 보호하고 세포 항상성을 유지한다. PTC는 유전적 돌연변이, 그리고 스플라이싱 및 전사상의 결함과 같은 핵산 대사의 오류로부터 발생할 수 있다. 또한 PTC는 재조합을 포함하여 정상적인 유전자 구조로부터 mRNA 합성과정 동안 형성될 수 있다. NMD의 일반적인 역할은 비정상적인 기능을 가진 C-말단의 잘린 단백질을 생성할 수 있는 전사체의 번역을 방지한다.
돌연변이가 아닌 전사체도 NMD의 대상이 되며, 이러한 유전자 발현에 대한 조절은 세포의 분화, 스트레스에 대한 반응, 질병의 발생을 포함한 광범위한 생리적 과정에 영향을 미친다. 최근 추정치에 따르면 NMD는 세포의 타입에 따라 직접 또는 간접적으로 최대 25%의 전사체에 영향을 미친다. NMD 과정은 돌연변이 유무에 관계없이 전사 과정 전체에 적용되지만, NMD 활성 및 억제를 촉발하는 신호는 특정 대상 및 생물학적 맥락에 따라 달라진다.
본 보고서는 NMD가 포유류의 정상적인 유전자 발현에 미치는 기능과 영향에 초점을 맞춘다. 유전자 조절 메커니즘으로서 기능과 환경 및 발달 신호에 의한 동적 조절에 특히 중점을 두고 NMD 과정의 개요를 설명하고, 정상 생리학에서 NMD의 알려진 역할을 살펴본다. 나아가 NMD 조절 이상이 인간 질병에 미치는 영향에 대한 결론을 내리고, NMD 활동을 조작함으로써 유전적, 신경학적 장애와 암을 치료할 수 있는 가능성에 대해 검토해본다.