이 연구는 대체 스플라이싱이 포유류의 최대 수명 차이를 설명하는 데 중요한 역할을 할 수 있음을 제시한다. 대체 스플라이싱은 한 유전자가 엑손을 포함하거나 건너뛰어 여러 버전의 mRNA와 서로 다른 단백질을 생성하게 하는 과정이다. 연구진은 최대 수명이 2.2년에서 37년까지인 포유류 26종(>16배 차이)을 비교했다.
분석 결과, 유전자 발현량의 차이보다 스플라이싱 방식의 변화가 최대 수명을 더 잘 예측했다. 연구는 뇌를 포함한 6종류의 조직을 비교했고, 종들 사이에 공통된 수명 관련 스플라이싱 패턴이 여럿 발견되었다. 특히 뇌에서는 수명과 연결된 스플라이싱 사건 수가 다른 조직보다 두 배로 많아 눈에 띄었다.
연구진은 이러한 스플라이싱이 RNA 결합 단백질에 의해 엄격히 통제되는 유전적 프로그램이며 단순한 노화의 부산물이 아니라고 밝혔다. 더 오래 사는 종들은 수명을 최적화하도록 스플라이싱을 조절하는 분자 프로그램을 진화시켰을 가능성이 있고, 이 프로그램은 환경 영향에 따라 수명 조절을 능동적으로 바꿀 수도 있다. 또한 수명 관련 스플라이싱과 노화 관련 패턴이 겹칠 때, 관련 단백질들은 스트레스와 손상에 대응하는 데 도움이 되는 유연한 영역을 가진 경우가 많았다.
저자들은 스플라이싱을 전사 수준과 독립적인 별개의 수명 조절 층으로 보았으며, 회복력과 건강한 노화를 촉진할 수 있는 새로운 분자 표적들을 확인했다고 적었다. 공동 교신저자는 시카 정 교수(캘리포니아 대학교 리버사이드 의과대학)와 량 첸 교수(남가주 대학교)이며, 연구는 NIH의 자금 지원을 받았다. 연구는 Nature Communications에 게재되었다.
어려운 단어·표현
- 대체 스플라이싱 — 한 유전자의 엑손 포함 여부로 다른 mRNA를 만드는 과정
- 엑손 — 단백질 정보를 포함하는 유전자의 연속된 부분엑손을
- 유전자 발현량 — 세포에서 특정 유전자가 만들어내는 RNA의 양유전자 발현량의
- RNA 결합 단백질 — RNA에 붙어 RNA의 처리나 이동 조절하는 단백질
- 유전적 프로그램 — 유전자 정보로 특정 과정을 조직하는 규칙 체계
- 회복력 — 스트레스나 손상 후 기능을 다시 되찾는 능력회복력과
- 분자 표적 — 약물이나 치료가 작용할 수 있는 특정 분자분자 표적들을
- 전사 수준 — 유전자가 RNA로 복사되는 과정의 정도전사 수준과
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토론 질문
- 뇌에서 스플라이싱 사건이 특히 많은 사실은 수명 연구에 어떤 의미가 있을까? 이유를 들어 설명해 보세요.
- 스플라이싱을 조절하는 분자 프로그램을 표적으로 하면 건강한 노화를 촉진할 수 있다고 했다. 이런 접근의 잠재적 이점과 위험은 무엇일지 논의해 보세요.
- 환경 영향이 스플라이싱 프로그램을 바꿀 수 있다는 가능성이 있다. 실제로 환경이 수명에 영향을 미칠 수 있는 방법을 사례와 함께 설명해 보세요.