microRNA 란 무엇인가?

MicroRNA(약칭 miRNA)는 약 22개 nucleotide로 이루어진 noncoding RNA로 유전자 발현을 조절하는 역할을 한다.

 

이 microRNA는 유전자의 전사 후post-transcription 단계에서 작용하며, 포유류의 경우 유전 자의 60% 정도가 microRNA에 의해 발현이 조절되는 것으로 알려져 있 다. MicroRNA는 다양한 생체 내 프로세스에서 중요한 역할을 하며 암, 심장 질환, 신경관련 질병에 연관이 있는 것으로 밝혀져있다.

 

microRNA 는 1993년 Victor Ambros 연구진이 C. elegans에서 lin-14 를 연구하는 과정에서 발견하였다. 이들은 LIN-14 단백질이 lin-14 유 전자가 코딩하는 짧은 RNA에 의해 조절되는 것을 밝혀냈다. lin-14 유 전자로부터 생성된 61 nt의 precursor가 22 nt RNA로 성숙되고, 이 22 nt RNA는 lin-14 mRNA의 3’ UTR에 있는 서열과 일부분 상보적인 서 열을 포함하고 있었다. 이들 서열의 일부 상보성으로 lin-14 mRNA가 LIN-14 단백질로 translation 되는 것이 저해되었다. 당시에는 이런 연 구 결과가 C. elegans와 같은 선충류의 특이한 성질이라고 여겨졌지만, 결과적으로 lin-4 small RNA가 최초의 microRNA로 밝혀지게 된 것이 다. miRBase(Release 20, June 2013)에 보고된 바에 의하면 24,521 개의 microRNA가 밝혀졌고, microRNA 연구가 빠르게 성장하고 있는 것을 확인할 수 있다. 그러나 대부분의 microRNA 기능은 여전히 밝혀지지 않은 상태이다.

 

microRNA

 

MicroRNA 유전자는 RNA polymerase II에 의해 전사되어 large primary transcripts(pri-microRNA)가 되고, pri-microRNA는 RNase III 효소인 Drosha를 포함한 단백질 복합체에 의해 약 70 nt 길 이의 precursor microRNA(pre-microRNA)가 된다. pre-microRNA 는 세포질로 이동하고 두번째 RNase III 효소인 DICER에 의해 약 22 nt의 mature microRNA가 된다. Mature microRNA는 ribonuclear particle로 들어가 RNA-induced silencing complex인 RISC가 되고, 여기서 microRNA가 mRNA의 타겟 사이트에 결합하여 translation을 저해하거나 타겟 mRNA를 분해함으로써 gene silencing이 진행된다.

 

MicroRNA의 명명은 “mir”를 앞에 붙이고, 뒤에 “-“와 숫자를 넣는다.

 

이때 숫자는 종종 명명한 순서를 나타내기도 하는데, 예를 들어 mir123은 mir-156보다 앞서 명명되었으며 보다 먼저 밝혀졌을 것으로 예상 된다. “mir-“는 pre-microRNA를 나타내며, 대문자가 있는 “miR-“은 mature microRNA를 의미한다. 한두 개의 서열을 제외하고 거의 동일한 서열의 microRNA들은 소문 자를 추가하여 명명한다. 예를 들어 miR-121a와 miR-121b는 각각의 precursor인 mir-121a와 mir-121b에서 생성되었으며 서열도 매우 유 사하다. Mature microRNA는 동일하지만 게놈상에서 다른 부위에 위치 한 pre-microRNA는 추가로 “-“와 숫자를 넣어 명명한다.

 

일례 로 pre-microRNA인 mir-121-1과 mir-121-2는 동일한 mature microRNA(miR-121)가 되지만, 게놈상에서 다른 부위에 위치해 있다. 종에 따른 microRNA의 명명은 앞쪽에 표기한다. 예를 들어 hsamiR-123는 인간(Homo sapiens) microRNA, oar-miR-123는 양 (Ovis aries) microRNA이다. ‘v’는 viral(miRNA encoded by a viral genome), ‘d’는 Drosophila microRNA를 의미한다.

 

두 개의 mature microRNA가 동일한 pre-microRNA의 서로 다른 arms (3’ arm 또는 5’ arm)에서 유래한 경우, ‘-3p’ 또는 ‘-5p’를 뒤쪽 에 추가하여 명명한다. (과거에는 위와 같은 구분을 's' (sense)와 'as' (antisense)로 표기하였다). miR-142-3p는 3’ arm에서 유래한 것이고, miR-142-5p는 5’ arm에서 유래한 것이다. MicroRNA의 명명법은 일반적으로 위와 같은 기준을 따르지만 예외의 경우도 있다.