국내 연구진이 DNA 서열 설계만으로 RNA 생성 과정을 정밀하게 제어하는 기술을 개발했다. 단백질이나 화학적 조절 인자 없이 전사를 조절할 수 있는 방식으로, RNA 치료제와 분자 진단 분야로의 확장 가능성이 제시됐다.

건국대학교는 생물공학과 박기수 교수 연구팀이 DNA 구조 변화를 이용해 RNA 전사를 선택적으로 억제하고 활성화하는 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.

연구팀은 RNA를 합성하는 효소인 T7 RNA 중합효소 작동 과정에서 특정 DNA 구조인 ‘플랩 구조’가 형성되면 RNA 생성이 억제된다는 원리를 규명했다. 특히 시토신과 티민 등 피리미딘 계열 염기가 많은 플랩 구조에서 전사 억제 효과가 강하게 나타나는 것을 확인했다.

이 원리를 바탕으로 연구팀은 전사를 필요에 따라 제어할 수 있는 두 가지 시스템을 구현했다. ‘D-FIT’은 DNA 절단 효소가 플랩 구조를 제거할 때만 전사가 활성화되는 방식이며, ‘M-FIT’은 특정 핵산이 존재할 때만 전사가 일어나도록 설계됐다.

또한 형광 신호를 활용한 분석을 통해 플랩 구조가 제거된 경우에만 정확한 RNA가 생성되는 것을 확인했다. 이는 특정 유전 물질을 인식해 원하는 RNA 생성으로 연결할 수 있음을 의미한다.

이번 기술은 단백질이나 화학 물질에 의존하지 않고 DNA 설계만으로 RNA 전사를 제어할 수 있다는 점에서 구조가 단순하고 확장성이 높다는 평가를 받는다. RNA 치료제, 메신저 RNA 생산, 핵산 기반 진단 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대된다.

연구 결과는 국제 학술지 응용화학 국제판(Angewandte Chemie International Edition) 표지 논문으로 게재됐다.

박 교수는 “DNA 서열 설계만으로 RNA 생성 과정을 정밀하게 제어할 수 있는 기반을 마련했다”며 “향후 RNA 기반 치료제 개발과 분자 진단 기술로 확장될 수 있을 것”이라고 밝혔다.