네트워크 이론을 사용한 리보솜 RNA (rRNA)의 구조적 특성에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

최근까지 RNA는 DNA에서 전사를 통해서 만들어지며, DNA에서 mRNA를 거쳐 단백질 합성에 이르는 중간 과정 정도로 인식되어 왔다. 그러나 21세기 들어 유전정보를 가지고 있는 mRNA 외에 약 95%에 이르는 대부분의 RNA는 번역되지 않은 채 남아 있다는 사실을 새롭게 인식하면서 non-coding RNA(ncRNA) 연구의 중요성이 대두되었다. RNA에 대한 연구는 그 기능에 대한 연구가 중요한 부분을 차지하며, 세포내 분자의 기능은 그 구조에 의해 결정된다고 일반적으로 알려져 있다. 이러한 사실은 RNA의 경우에도 마찬가지이며, 따라서 RNA 구조에 대한 연구는 RNA의 기능을 이해하기 위하여 필수적이라 할 수 있다. 특히 RNA 중 뉴클레오티드(nucleotide)의 개수가 많으며 ncRNA의 대부분을 차지하고 있는 rRNA는 단백질 합성을 위한 효소로 매우 중요한 역할을 담당하고 있으나 고분자인 관계로 과거에는 그 구조를 규명하기가 쉽지 않았다. rRNA 구조에 대한 기존의 연구는 주로 비교 서열 분석 중 하나인 공변(共變) 분석법을 사용한 이론적 연구와 전자현미경, NMR, 그리고 X-선 결정학 등을 통한 실험적 연구가 주를 이루었다. 그러나 기존의 rRNA 분자 구조 및 기능에 대한 연구는 주로 정성적인 것으로 분자 구조의 형태, mRNA와 tRNA 결합 위치, 서열 모티브 등을 밝힐 수 있었지만 분자 구조의 보다 구체적인 특성을 밝히는데 한계가 있다. 따라서 이러한 구조적 특성을 규명하기 위해서는 기존의 정성적 연구 결과를 기초로 하여 정량적인 연구가 추가적으로 수행되어야 한다. 이러한 관점에서 볼 때, 구조에 대한 정량적인 연구는 rRNA의 구조적 특성에 대한 보다 심층적인 분석을 가능하게 하며, 이를 바탕으로 단백질 합성 메커니즘을 포함한 rRNA의 기능을 보다 정확하게 이해 할 수 있는 근거를 제시할 수 있다. 나아가 이러한 정량적인 분석은 RNA 접힘 문제 등과 같은 학술적, 산업적으로 중요한 문제를 해결하는 실마리를 제공할 뿐만 아니라 계산생물학 분야의 새로운 영역을 개척하는 효과를 거둘 수 있다. 특히 RNA 접힘 문제는 여러 방향에서 연구가 진행되고 있으나 아직 별다른 결과를 낳지 못하고 있음을 감안할 때, 본 연구는 RNA 접힘 문제 해결을 위한 구조적 측면에서 접근하는 방법으로 매우 유용하다 하겠다.