[연구 소개] 신경 흥분성과 연관된 핵심 비암호화 RNA

우리 몸의 DNA는 손상 위험에 지속적으로 노출되어 있으며, 이를 복구하는 기전은 생명 유지에 필수적입니다. 신경 세포의 활동 조절 역시 신경 건강 유지에 매우 중요한 역할을 합니다. 특히 과도한 신경 흥분성은 간질과 같은 신경 질환을 악화시킬 수 있습니다.

이번 포스팅에서는 "The long non-coding RNA NEAT1 is responsive to neuronal activity and is associated with hyperexcitability states"라는 연구를 바탕으로, NEAT1이라는 긴 비암호화 RNA(lncRNA)가 신경 기능에 어떻게 영향을 미치며, 그 비정상적인 조절이 간질과 같은 과흥분성 상태와 어떻게 연관되는지를 살펴보겠습니다.

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연구 방법

1. 마이크로어레이 기반 스크리닝

연구팀은 마이크로어레이 기술을 활용해 NEAT1과 상호작용하는 단백질을 대규모로 스크리닝했습니다.
이를 통해 NEAT1이 KCNAB2 및 KCNIP1과 같은 칼륨 채널 상호작용 단백질과 결합한다는 사실을 밝혀냈습니다.

2. 차세대 시퀀싱 및 FISH 분석

• 차세대 시퀀싱(NGS) 및 형광 제자리 하이브리다이제이션(FISH) 기술을 사용하여:
  • 인간 유도 만능줄기세포(iPSC)로 유도된 신경 세포에서 NEAT1의 발현 수준과 위치를 확인.
  • NEAT1이 신경 세포 내에서 어떤 단백질들과 상호작용하며 신경 활동에 미치는 영향을 분석.

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연구 결과

1. NEAT1과 칼륨 채널 단백질의 상호작용

• NEAT1은 KCNAB2와 같은 칼륨 채널 단백질과 결합하여 신경 흥분성을 조절.
• 이 상호작용은 신경 세포의 활동 안정성을 유지하는 데 중요한 역할을 함.

2. NEAT1의 활동 의존적 조절

• 신경 세포의 탈분극 시, NEAT1의 발현이 일시적으로 감소.
• 이는 NEAT1이 신경 활동에 민감하게 반응하며, 신경 흥분성을 조절하는 동적 역할을 수행함을 시사.

3. NEAT1 발현 억제와 흥분성 증가

• **안티센스 올리고뉴클레오타이드(ASO)**를 사용해 NEAT1 발현을 억제한 결과:
  • 신경 흥분성이 유의미하게 증가.
  • 이는 NEAT1이 신경 흥분성을 억제하는 직접적인 조절 인자임을 입증.

4. 간질과의 연관성

• 간질 모델에서 NEAT1 발현이 비정상적으로 조절.
• 만성적인 신경 흥분 상태에서는 NEAT1이 신경 활동에 적절히 반응하지 못함.
• 이는 NEAT1 조절 장애가 발작 감수성과 연관될 수 있음을 시사.

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연구의 중요성

1. lncRNA의 역할 재발견

• 과거 비기능성으로 여겨졌던 **긴 비암호화 RNA(lncRNA)**가 신경 세포 기능 조절에 중요한 역할을 수행하는 것으로 밝혀짐.
• NEAT1은 신경 흥분성을 억제하여 세포 건강 유지 및 과도한 신경 흥분 완화에 기여.

2. 신경 질환 치료 가능성

• NEAT1과 칼륨 채널 단백질 간 상호작용 이해를 통해 간질 및 기타 과흥분성 신경 질환의 치료 가능성 제시.
• 신경 활동을 조절하는 새로운 타겟으로 NEAT1의 치료적 활용 가능성 확대.

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향후 기대

• NEAT1의 조절 메커니즘을 활용해 신경 과흥분 상태를 억제하는 혁신적인 치료법 개발 가능.
• NEAT1과 상호작용 단백질을 타겟으로 한 약물 개발이 신경 흥분성을 기반으로 한 다양한 질환 치료로 이어질 수 있음.
• NEAT1이 신경 세포 외에도 다른 세포 과정에서 수행하는 역할을 규명하기 위한 후속 연구 진행 기대.

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진온바이오텍 서비스 소개

본 연구에서는 마이크로어레이 기술을 활용해 NEAT1과 KCNAB2, KCNIP1 등의 단백질 간 상호작용을 분석했습니다.
이와 같은 인간 단백질칩 기반 연구에 관심 있으신 분은 진온바이오텍으로 연락 주시면 자세히 안내드리겠습니다.

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문의

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출처

• PubMed - NEAT1 연구 논문

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