[분자생물학] 15.5 : mRNA processing과 전사의 연관성 - 2

 

 

이번 포스트에서는 poly A 꼬리와 전사 종결 간의 연관성에 대해 집중적으로 알아보자.

 

 

 

 

 

 

우선 (a)부터 살펴보자. 이 경우 northern blot을 통해 전사체의 양을 파악하였고, 특히 WT과 polyadenylation site를 없애버린 mutant의 전사체 양을 비교함. 그 결과 polyadenylation site를 없앤 mutant의 전사체 양이 확연히 적었음.

 

 

사실 이 결과는 다양하게 해석될 여지가 있지만 본 연구자들은 이게 아마 poly A tail의 부재에 의해 전사의 termination이 제대로 일어나지 않아서 발생한 현상일 것이라고 생각하고 (b), (c)와 같은 실험을 추가적으로 수행함.

 

 

 

 

(b), (c) 실험은 nuclear run-on transcription analysis임. (이전 chapter에서 언급된 적이 있음) 보면 (b)와 같이 nuclear 내부에서 전사를 진행시키되, 앞서와 마찬가지로 WT, polyadenylation site가 없는 mutant 각각에 대해 전사를 진행시켜봄. 그리고 (c)와 같이 1, 2, 3, 4, 5, 6의 부위에 상보적으로 결합하는 DNA들을 쭉 깔아놓은 상태에서 dot-blot assay를 수행함.

 

그 결과 WT에서는 1, 2, 3까지의 신호만 나왔지만 (즉, WT에서는 만들어진 전사체에 1, 2, 3까지밖에 없었음) mutant에서는 1, 2, 3, 4, 5, 6에서의 신호가 다 나옴. 이를 통해 poly A tail이 없을 시 termination이 제대로 일어나지 않고 전사가 계속된다는 것을 예상할 수 있음. (다시 말해 termination과 polyadenylation이 coupling되어 있다고 생각할 수 있음)

 

 

 

 

 

이후 추가적인 연구를 통해 많은 사실을 알게 되었고, 결과적으로 co-transcriptional cleavage(CoTC) element(site)에 의해 일어나는 termination의 mechanism을 알아냄. (이 그림에는 직접적으로 나타나 있지 않지만 poly A도 어떤 식으로든 termination을 조절하는 것처럼 보임)

 

 

 

보면 CoTC site로부터 만들어진 파란색 RNA 부분이 스스로 접혀 ribozyme으로 작용함. 특히 이 녀석은 스스로 자기 자신을 잘라낼 수 있는 activity를 가지게 되고 그 결과 (b)와 같이 이 부분이 잘리게 되면, 비로소 exonuclease의 일종인 Xrn2가 자신이 자를 수 있는 노출된 nucleotide 끝부분을 만나 인식하게 되고 그 결과 만들어지는 RNA를 쭉 잘라나감. (평소에는 mRNA가 연속적으로 이어져 있으므로 Xrn2가 작용하지 못하고 있었을 것임)

 

그러다가 결국 RNA polymerase II를 통해 RNA 가 만들어지는 속도를 추월해서 Xrn2가 모든 RNA를 다 잘라버리게 되면 비로소 전사의 termination이 일어나게 됨.

 

 

 

참고로 이 때 Xrn2가 RNA polymerase II의 전사를 따라가는 과정을 일컬어 'torpedo(어뢰)'라고 부르기도 함.

 

 

 

 

한편 CoTC element 중 어느 부분이 auto-catalytic한 활성을 주는지를 알아보기 위해 위 그림과 같이 다양하게 element를 잘라봄. 그 결과 (b)와 같이 catalytic activity가 점진적으로 감소함. 결국 0-200 부분, CoTC(r)로 불리는 부분이 auto-catalytic activity를 낼 수 있는 최소한의 단위라는 것을 알게 됨.

 

 

 

다음 포스트부터는 지금까지 살펴보지 않은 여타 다른 RNA processing 기작들에 대해 살펴보자.