연구재단, 세포 내 '이중가닥 RNA' 조절로 노화 늦출 수 있어

KAIST, FARSA와 dsRNA의 노화 촉진 기능 규명

[대전=뉴시스] 한국과학기술원(KAIST) 연구진이 FARSA가 RNA 구조를 풀어주는 효소와 상호작용해 세포질로 유출된 미토콘드리아 유래 dsRNA의 축적을 막고 면역 활성화를 방지, 노화를 지연시킨다는 사실을 확인했다.(사진=KAIST 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 세포 안에 숨겨진 면역신호인 '이중가닥 RNA(dsRNA)'이 축적돼 생기는 노화의 원인을 찾아 노화를 늦출 수 있는 단서를 확보했다.

한국연구재단은 한국과학기술원(카이스트·KAIST) 이승재·김유식 교수팀이 세포 내 이중가닥 RNA의 항상성을 조절하는 단백질 'FARSA'의 기능과 dsRNA 축적에 따른 면역 과활성화가 노화를 촉진하는 기전을 규명했다고 26일 밝혔다.

이중가닥 RNA(Double-stranded RNA·dsRNA)는 하나 또는 두 개의 RNA 가닥이 상보적인 염기쌍을 형성해 이중나선 구조를 이루는 RNA다.

바이러스 감염 시 면역반응을 깨우는 신호인 이중가닥 RNA는 몸에서도 자연적으로 생성되지만 외부 감염이 없는 상황에서 어떻게 노화에 관여하는지는 밝혀지지 않았다.

FARSA(Phenylalanyl-tRNA synthetase subunit alpha)는 세포 내에서 단백질을 합성할 때 페닐알라닌을 운반 RNA(tRNA)에 결합시키는 역할을 하는 효소로 이번 연구를 통해 이중가닥 RNA와 직접 결합해 새로운 기능을 수행하는 사실이 밝혀졌다.

노화는 세포 내부의 정교한 균형이 무너질 때 가속화되는 현상으로 최근  세포 속 RNA가 일정한 상태를 유지하지 못하는 RNA 항상성 붕괴가 노화의 핵심 원인 중 하나로 주목받고 있다.

이번에 KAIST 연구팀은 기존에 단백질 합성에 관여하는 효소로만 알려졌던 FARSA 단백질이 이중가닥 RNA를 조절하는 새로운 기능을 수행하고 있음을 규명하고 나이가 들수록 세포 내에 이중가닥 RNA가 점차 증가하며 이런 축적이 수명 단축과 밀접하게 연관돼 있다는 사실을 밝혔다.
 
또 연구팀은 AI 기반 단백질 구조 예측기술을 활용해 FARSA가 이중가닥 RNA와 결합할 수 있는 특수한 구조를 지니고 있을 가능성을 제시했다.

특히 연구팀은 FARSA가 미토콘드리아에서 유래된 이중가닥 RNA의 과도한 축적을 억제해 세포의 노화 진행을 늦추는 역할을 수행하고 RNA 구조를 풀어주는 효소와 협력해 이들을 관리하며 이 시스템이 고장 날 경우 면역반응이 비정상적으로 활성화돼 노화가 촉진된다는 원리를 입증했다.

이번 연구 성과는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원으로 수행됐으며 생명과학 분야 국제학술지 '몰레큘러 셀(Molecular Cell)' 온라인판에 26일에 게재됐다.

연구팀은 RNA 항상성 붕괴가 노화로 이어지는 과정을 명확히 규명했지만 실제 인체조직과 환자 유래 시료에서도 동일한 기전이 작동하는지를 검증하는 후속 연구가 필요하다고 설명했다.

이승재 교수는 "이번 연구는 세포 내 이중가닥 RNA 축적이 면역 과활성화를 유도해 노화를 촉진하는 구체적인 경로를 밝힌 데 의의가 있다"며 "FARSA 단백질의 새로운 기능을 발견, 향후 노화 관련 질환의 원인 규명과 이를 조절하는 치료전략 개발을 기대하고 있다"고 말했다.


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