연구 분야 

노화가 진행됨에 따라 세포와 개체가 항상성을 유지하는 능력은 점차 감소한다. 생명체는 왜 이러한 능력을 점진적으로 잃어가는 걸까? 본 연구실은 노화를 생명 정보를 정확하게 유지하는 능력이 점차 손실되는 과정으로 정의하고, RNA 생물학의 관점에서 이 질문에 답하고자 한다. 예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)과 포유류 모델을 이용하여 RNA 품질 관리, 단백질 번역, 대사 및 스트레스 반응이 어떻게 상호작용하여 노화와 건강수명을 조절하는지 연구한다.

1. RNA 품질 관리는 어떻게 노화로부터 생명체를 보호하는가?

본 연구실은 nonsense-mediated mRNA decay, pre-mRNA splicing, ribosome-associated quality control을 비롯하여 유전자 발현의 정확성을 유지하는 기전들이 노화에 따라 변화하고 수명을 직접 조절한다는 것을 밝혔다. 현재는 노화 과정에서 RNA processing 및 단백질 번역 오류가 어떻게 발생하는지, 정체되거나 충돌한 리보솜이 어떻게 해소되는지, 그리고 이러한 시스템의 이상이 RNA와 단백질 항상성의 붕괴를 유발하여 건강수명을 감소시키는지에 대한 연구를 수행하고 있다.

2. noncoding RNA의 변화는 노화에 어떻게 기여하는가?

원형 RNA (circular RNA), tRNA 유래 RNA, 이중가닥 RNA (dsRNA)를 비롯한 다양한 noncoding RNA는 노화에 따라 양적 질적으로 변화한다. 본 연구실은 노화에 따른 원형 RNA와 tRNA 유래 RNA의 축적을 제한하는 ribonuclease를 규명하였으며, 미토콘드리아 유래 dsRNA의 축적과 선천성 면역 반응의 활성화를 억제하는 기전 또한 밝혔다. 현재는 세포가 기능적인 RNA는 보존하면서 유해한 RNA를 선택적으로 제거하는 원리를 밝히고, 노화에 따라 나타나는 RNA 구조와 응축체 (condensate)가 새로운 노화의 특징이 될 수 있는지 연구하고 있다.

3. RNA 항상성은 대사 및 개체 수명을 어떻게 조절하는가?

RNA 항상성의 이상은 미토콘드리아 기능, 선천성 면역, 단백질 항상성 및 대사에 영향을 미치며, 반대로 대사 상태의 변화 역시 RNA processing과 단백질 번역을 조절한다. 우리 연구실은 미토콘드리아 신호전달, 자가포식 및 신경내분비 수명 조절에 관한 기존 연구를 바탕으로, RNA fidelity의 국소적인 이상이 어떻게 개체 수준의 노화로 이어지는지 연구하고 있다. 특히 RNA 변형과 뉴클레오타이드 대사가 이러한 과정에서 수행하는 역할에 주목하고 있다.

본 연구실의 장기적인 목표는 생명정보를 온전히 보존하는 능력을 잃어버리는 게 어떻게 노화를 유도하는지에 대한 보편적인 원리를 규명하는 것이다. 이를 통해 예쁜꼬마선충에서 포유류, 궁극적으로는 인간의 건강에 이르기까지 보존된 노화 조절 원리를 밝히려 한다.