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성과명출생 성비 균형을 조절하는 RNA 발견

Testicular germ cell-specific lncRNA, Teshl, is required for complete expression of Y chromosome genes and a normal offspring sex ratio(Science Advances (IF: 14.136, 2020년 기준))

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지원사업
기초연구사업(중견연구)
지원 기관
과학기술정보통신부, 광주과학기술원
연구 기관
광주과학기술원
연구자
홍성현, 조정희
발표일
2021-06-09
조회수
83

출생 성비 균형을 조절하는 RNA 발견


Y염색체를 지닌 정자의 기능에 관여하는 RNA 발견



개요

지스트(광주과학기술원) 조정희 교수와 홍성현 대학원생 연구팀이 정소에서만 생성되는 특이한 비암호화 RNA가 Y염색체를 가진 정자의 기능을 도와 출생성비 균형을 규명했다고 밝혔다.
과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구사업 (중견연구)과 지스트연구원사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 사이언스 어드밴시스 (Science Advances)에 6월 9일 게재되었다.


연구 내용

테쉴(Teshl; testis-specific HSF2-interacting long non-coding RNA)이 정소에서만 특이적으로 발현하는 긴 비암호화 RNA임을 확인했고, 감수분열 이후의 세포핵(nucleus)에만 존재함을 알아냈다. 크리스퍼-캐스9(CRISPR/Cas9) 유전자 가위를 이용하여 테쉴(Teshl)이 발현하지 않는 생쥐를 제작했으며 이 수컷 생쥐 정자의 머리 형태가 비정상임을 확인했다. 테쉴(Teshl)이 결핍된 수컷 생쥐를 암컷 생쥐와 교배하여 태어난 새끼의 수는 정상 수컷에 비해 감소했다. 특히 테쉴(Teshl) 유전자 결핍 생쥐로부터 태어난 새끼의 암컷 대 수컷의 비율이 1:0.641임을 확인했다. 이는 정상적인 1:1 비율에 비해 수컷 새끼 수가 현저히 감소했음을 의미한다. 정상 및 유전자 결핍 생쥐 정소의 전사체 분석(RNA-seq)을 수행한 결과, X염색체에 존재하는 유전자의 발현은 증가하고 Y염색체 유전자의 발현은 감소했음을 발견했다. 이러한 현상은 테쉴(Teshl)이 전사인자 중 하나인 열충격인자-2(HSF2; heat shock factor 2)와 결합하여 Y염색체 유전자들(Sly 및 Ssty 유전자)의 발현을 촉진하기 때문인 것임을 밝혔다. 요약하면 테쉴(Teshl)이 Y염색체 유전자들의 발현을 촉진하여 Y염색체를 가진 정자의 기능을 도와줌으로써 출생 성비 균형을 유지했음을 밝혔다.


기대 효과

긴 비암호화 RNA의 돌연변이로 인해 출생 성비 불균형이 발생하고, 나아가 성비 왜곡(sex ratio distortion)이 발생하는 것은 생명 개체의 유지에 치명적이다. 본 연구성과는 긴 비암호화 RNA가 성비에 관여함을 최초로 밝힘으로써 성비에 대한 생물학적 및 유전학적 측면에서의 지식을 한 단계 발전시킨 계기가 되었다. 원인 불명의 난임을 진단하고 치료하는 새로운 단서가 될 것이다. 현재 성장하고 있는 RNA 치료제 시장을 바탕으로 테쉴(Teshl)을 활용한 난임 진단 마커 개발 및 난임 치료제 개발의 기반이 될 것이다.


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