[571호 2025년 10월] 뉴스 모교소식
세균 유전자 발현 근본 원리 새롭게 밝혀
이남기·서상우 교수팀
세균 유전자 발현 근본 원리 새롭게 밝혀
이남기·서상우 교수팀
항생제 내성 세균 확산이 심각한 사회 문제로 떠오르는 가운데, 화학부 이남기(화학94)·화학생물공학부 서상우 교수 공동 연구팀이 세균 유전자 발현의 근본 원리를 새롭게 밝혀냈다. 이번 성과는 세계적 학술지 Nucleic Acids Research에 실렸다.
세균은 전사와 번역이 동시에 일어나며, 이를 ‘전사·번역 커플링’이라 부른다. 효율적 발현의 핵심 현상이지만 그 원리는 오랫동안 규명되지 못했다. 기존 설명은 전사와 번역이 분리될 경우 조기 전사 종료나 mRNA 분해가 증가한다고 보았으나, 초기 과정을 설명하기에는 부족했다.
연구팀은 대장균 실험에서 커플링이 형성되지 않으면 RNA 중합효소가 프로모터 인근에서 80~90 염기 정도만 진행한 뒤 정체돼 발현이 차단됨을 확인했다. 특히 5’-비번역 구간(UTR)이 길수록 억제 현상이 심화돼 mRNA 발현량이 크게 줄었다. 이를 통해 대장균 유전자에서 비번역 구간이 100bp 미만으로 유지되는 진화적 이유도 제시했다. 이번 발견은 세균이 전사 초기 단계에서 번역 불가능한 mRNA 생성을 차단하는 ‘품질 관리 관문(checkpoint)’을 갖고 있음을 보여준다.
연구팀은 “세균 유전자 발현의 앞단에서 작동하는 새로운 품질 관리 체계를 확인했다”며 “항생제 저항성 대응을 위한 새로운 표적 발굴뿐 아니라 합성생물학과 유전자 회로 설계 등 다양한 응용에도 활용될 수 있다”고 밝혔다.
이남기·서상우 교수팀
항생제 내성 세균 확산이 심각한 사회 문제로 떠오르는 가운데, 화학부 이남기(화학94)·화학생물공학부 서상우 교수 공동 연구팀이 세균 유전자 발현의 근본 원리를 새롭게 밝혀냈다. 이번 성과는 세계적 학술지 Nucleic Acids Research에 실렸다.
세균은 전사와 번역이 동시에 일어나며, 이를 ‘전사·번역 커플링’이라 부른다. 효율적 발현의 핵심 현상이지만 그 원리는 오랫동안 규명되지 못했다. 기존 설명은 전사와 번역이 분리될 경우 조기 전사 종료나 mRNA 분해가 증가한다고 보았으나, 초기 과정을 설명하기에는 부족했다.
연구팀은 대장균 실험에서 커플링이 형성되지 않으면 RNA 중합효소가 프로모터 인근에서 80~90 염기 정도만 진행한 뒤 정체돼 발현이 차단됨을 확인했다. 특히 5’-비번역 구간(UTR)이 길수록 억제 현상이 심화돼 mRNA 발현량이 크게 줄었다. 이를 통해 대장균 유전자에서 비번역 구간이 100bp 미만으로 유지되는 진화적 이유도 제시했다. 이번 발견은 세균이 전사 초기 단계에서 번역 불가능한 mRNA 생성을 차단하는 ‘품질 관리 관문(checkpoint)’을 갖고 있음을 보여준다.
연구팀은 “세균 유전자 발현의 앞단에서 작동하는 새로운 품질 관리 체계를 확인했다”며 “항생제 저항성 대응을 위한 새로운 표적 발굴뿐 아니라 합성생물학과 유전자 회로 설계 등 다양한 응용에도 활용될 수 있다”고 밝혔다.