RNA 신약 길잡이 나왔다…주변 단백질 10분만에 '스냅샷'

살아있는 세포 안에서 특정 RNA 분자와 상호작용하는 단백질들을 10분 안에 포착하는 신기술이 차세대 RNA 신약 개발의 핵심 도구로 떠오르고 있다.

18일 한양대학교 생명과학과 이경민 부교수가 발표한 'RNA 상호작용체 표지 기술의 원리, 차별성, 그리고 미래 전망' 보고서에 따르면, 이 기술은 RNA의 운명을 결정하는 단백질 네트워크(RBPome)를 분자 수준에서 규명하는 혁신적인 분석법이다.

'RNA 상호작용체 표지 기술'은 특정 RNA 주변에 있는 단백질에 '바이오틴'이라는 표식을 붙여 어떤 단백질이 상호작용하는지 식별하는 기법이다. 표적 RNA에 근접 표지(PL) 효소를 붙여두면, 이 효소가 약 10~20나노미터(nm) 반경 내 단백질에 1~10분 만에 표식을 남긴다. 연구자들은 이 표식을 단서로 단백질을 분리해 정체와 기능을 분석할 수 있다.

보고서는 이 기술의 등장이 세 가지 핵심 기술의 동시적인 성숙 덕분이라고 분석했다. 10분 내 빠른 표지가 가능한 '터보ID(TurboID)'와 같은 고효율 근접 표지 효소가 개발됐고, 크리스퍼 유전자 가위(CRISPR-Cas13) 기술을 이용해 내재하는 RNA를 정확히 표적할 수 있게 됐다. 여기에 질량분석 기술과 인공지능(AI) 기반 데이터 분석 기술이 발전하며 전체적인 분석 파이프라인이 완성됐다.

이 기술은 살아있는 세포의 생리적 조건에서 작동한다는 점에서 기존 분석법과 차별화된다. 기존의 CLIP, RIP 등 기술은 세포를 파괴한 후 분석해 약하거나 일시적인 상호작용을 놓칠 수 있었다. 반면 RNA 상호작용체 표지 기술은 살아있는 세포 내에서 일어나는 역동적인 순간을 '스냅샷'처럼 포착할 수 있다.

RNA는 DNA의 유전정보를 단백질로 전달하는 매개체로 알려졌지만, 최근에는 그 자체가 질병의 원인이 되거나 치료 표적이 될 수 있다는 사실이 밝혀지고 있다. mRNA 백신, siRNA 치료제 등이 대표적이다. RNA는 세포 내에서 합성부터 분해까지 수많은 RNA 결합 단백질(RBP)과 복합체를 이루며 기능하는데, 이 상호작용에 문제가 생기면 질병으로 이어질 수 있다.

따라서 이 기술은 RNA 기반 신약 개발 과정에서 약물의 정확한 작용 기전을 파악하고 부작용을 예측하는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다. 또한 특정 질병에서 비정상적으로 나타나는 RNA-단백질 상호작용을 규명해 새로운 진단 마커나 치료 표적을 발굴하는 데도 활용될 전망이다.