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항생제 생산 유전자, 단백질 될 때 '버퍼링' 걸린다

조병관 KAIST 교수팀, 방선균 연구에서 발견

(서울=연합뉴스) 신선미 기자 = 방선균이 가진 '무기'인 항생제를 만드는 유전자가 발현될 때 '버퍼링'(buffering) 현상을 겪는다는 사실이 새로 발견됐다. 유전자 발현이란 '설계도' 격인 유전자를 바탕으로 특정 기능을 수행할 수 있는 단백질을 만드는 과정을 뜻한다.

미래창조과학부는 조병관 한국과학기술원(KAIST) 교수팀이 방선균의 항생제 생산 유전자 발현과정을 연구한 결과 이 같은 내용을 찾았다고 온라인 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 2일자에 발표했다고 12일 밝혔다.

항생제 생산 유전자, 단백질 될 때 '버퍼링' 걸린다 - 2

유전자가 발현될 때는 두 단계의 과정을 거친다. 우선 유전자를 바탕으로 유전자의 복사본 격인 mRNA를 만드는 '전사' 과정과 복사본 mRNA를 바탕으로 단백질을 만드는 '번역' 과정이다.

연구팀은 방선균 항생제 생산 유전자의 경우 전사 과정은 빨리 진행되지만 번역 단계가 전사 속도를 따라잡지 못한다는 것을 발견했다. 따라서 유전자 발현의 속도가 급격히 떨어지는 버퍼링 현상이 생긴다는 것이다.

만일 번역 과정이 전사 속도만큼 빨리 진행되도록 변형시킨다면 버퍼링 현상을 막을 수 있어 항생제 생산 유전자를 바탕으로 많은 단백질을 만들 수 있게 된다. 일반적으로 항생제 생산 단백질이 많아지면 항생제 생산성도 높아진다고 알려졌다.

항생제 생산 유전자, 단백질 될 때 '버퍼링' 걸린다 - 3

방선균은 항생제의 70% 정도를 만드는 세균인만큼 그동안 이 세균의 항생제 생산성을 높이려는 연구가 진행돼 왔다. 이번에 조 교수팀이 유전자 수준에서 항생제 생산이 조절되는 과정을 밝히며 항생제 생산성을 높일 수 있는 가능성을 연 것이다.

연구 결과는 미래부 글로벌프런티어사업(지능형바이오 시스템 설계 및 합성 연구단·단장 김선창)의 지원을 받아 진행됐다.

sun@yna.co.kr

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지> 2016/06/12 12:00 송고

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