암 발생이나 작물의 스트레스 내성과 연관된 특정 리보핵산(RNA) 변형을 정확히 찾아내는 기술이 개발된다. 이 기술은 향후 암 조기 진단이나 기후변화에 강한 작물 개발에 기여할 것으로 기대된다.
미국 보이스톰슨 연구소(BTI)의 로라 곤잘레스 가르시아 박사후연구원은 16일(현지시간) RNA의 화학적 변형인 '디히드로유리딘'(DHU)을 식별하고 지도화하는 연구에 착수한다고 밝혔다. 가르시아 연구원은 해당 연구의 독창성을 인정받아 '2026 퓨 라틴 아메리칸 펠로우' 10인 중 한 명으로 선정됐다.
RNA는 유전 정보를 전달해 단백질을 합성하는 등 생명 현상에 필수적인 역할을 한다. DHU는 RNA에서 발생하는 화학적 변형의 일종으로, 생명체 전반에 걸쳐 보편적으로 나타난다. 인체에서는 DHU 생성 효소(DUS)의 조절 이상이 특정 암과 연관 있으며, 식물에서는 스트레스 저항성 같은 농업 형질에 영향을 미치는 것으로 알려졌다.
연구의 목표는 DHU 변형의 기능적 역할과 이를 생성하는 효소의 생화학적 특성을 규명하는 것이다. 가르시아 연구원은 "어떤 RNA가 DHU를 가졌는지 알고 이를 암이나 작물 성능과 같은 특정 상황과 연관 지을 수 있다면, 잠재적인 바이오마커(생체표지자)로 사용할 수 있다"고 설명했다.
지금까지는 RNA 내에서 DHU 변형이 일어난 위치를 효율적으로 찾아내는 기술이 부족해 연구에 한계가 있었다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 '나노포어 시퀀싱' 기술을 활용할 계획이다. 이 기술은 RNA 분자가 미세한 구멍을 통과할 때 발생하는 전류 변화를 감지해 염기서열을 분석하며, DHU처럼 변형된 염기도 구분할 수 있을 만큼 민감도가 높다.
연구팀은 먼저 인공 RNA를 이용해 DHU의 고유한 전류 신호를 파악한 뒤, 이를 컴퓨터 모델에 학습시켜 세포 내 실제 RNA에서 DHU를 찾아내는 프로그램을 개발할 예정이다.
가르시아 연구원은 "모델 식물인 애기장대를 이용해 개발하지만, 이 모델은 인간을 포함한 모든 종에 적용할 수 있다"며 "기존에 축적된 데이터에도 이 프로그램을 실행할 수 있을 것"이라고 밝혔다.