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다이서

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목차

1. 개요

다이서는 이중 가닥 RNA(dsRNA)를 작은 RNA 단편으로 절단하는 효소로, RNA 간섭(RNAi) 경로에서 중요한 역할을 한다. 2001년 스토니브룩 대학교 연구진에 의해 명명되었으며, 다양한 유기체에서 발견된다. 다이서는 헬리카제, PAZ, RNase III, 이중 가닥 RNA 결합 도메인 등 여러 기능적 도메인을 가지고 있으며, dsRNA를 짧은 간섭 RNA(siRNA) 또는 마이크로 RNA(miRNA)로 가공하여 유전자 발현 조절에 관여한다. 다이서의 기능 이상은 황반변성, 암, 바이러스 감염 등 다양한 질병과 관련 있으며, 진단 및 치료에 활용될 수 있다.

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다이서
기본 정보
유형RNase III 효소
기능dsRNA를 짧은 dsRNA 조각으로 절단
상세 정보
유전자DICER1
관련 질병급성 림프모구성 백혈병
관련 유전자 다형성DICER1 rs3742330
AGO1 rs636832

2. 발견

다이서라는 이름은 2001년 스토니브룩 대학교 박사 과정 학생이던 에밀리 번스타인이 콜드스프링하버 연구소의 그레고리 해넌 연구실에서 연구를 수행하던 중에 지어졌다. 번스타인은 이중가닥 RNA(dsRNA)에서 작은 RNA 단편을 생성하는 효소를 발견하고자 했다. RISC 효소 복합체에서 다이서를 분리함으로써, 다이서가 약 22개의 뉴클레오티드 RNA 단편을 생성하는 능력을 가지고 있음이 발견되었다. 이 실험을 통해 RISC는 작은 뉴클레오티드 단편 생성에 관여하지 않는다는 것이 밝혀졌다. 이후 RNA 분해 효소 III 계열 효소의 RNA 조각 생성 능력을 테스트하는 실험을 통해, 현재 다이서로 명명된 ''초파리'' CG4792로 연구 범위가 좁혀졌다.[57]

다이서 오쏘로그는 다른 많은 유기체에도 존재한다.[57] 이끼 ''피스콤이테렐라 파텐스''의 DCL1b는 4개의 다이서 단백질 중 하나로, miRNA 생합성에 관여하지 않고 miRNA 표적 전사체를 자르는 데 관여한다. 이를 통해 유전자 발현 조절, 즉 miRNA에 의한 유전자의 후생적 침묵이라는 새로운 메커니즘이 발견되었다.[58]

결정 구조 측면에서 처음으로 연구된 다이서는 원생동물 ''자이아디아 장편모충''에서 유래한 것이었다. 이 연구는 제니퍼 다우드나의 캘리포니아 대학교 버클리 연구실에서 박사후 연구원으로 있던 이안 맥레이가 수행했다. X선 결정학을 통해 PAZ 도메인과 두 개의 RNase III 도메인이 발견되었다. 이 단백질의 크기는 82 kDa였는데, 이는 다른 유기체에서 발견된 더 큰 다이서 단백질의 보존된 기능적 코어를 나타낸다. 예를 들어, 인간 다이서는 219 kDa이다. 인간과 ''G. intestinalis'' 다이서의 크기 차이는 인간 다이서 내에 최소 5개의 서로 다른 도메인이 존재하기 때문이다. 이러한 도메인은 다이서 활성 조절, dsRNA 처리 및 RNA 간섭 단백질 인자 기능에 중요하다.[59]

3. 기능적 도메인

다이서는 스토니브룩 대학교 박사 과정 학생 에밀리 번스타인이 2001년에 콜드 스프링 하버 연구소의 그레고리 해넌 연구실에서 연구를 수행하던 중 발견하여 명명했다.[2] 번스타인은 이중 가닥 RNA(dsRNA)에서 작은 RNA 조각을 생성하는 효소를 찾고 있었으며, 다이서가 약 22개의 뉴클레오티드 RNA 조각을 생성하는 것을 발견하였다. 다이서 오쏘로그는 다른 많은 유기체에도 존재한다.[3]

처음으로 구조가 밝혀진 다이서는 원생동물인 ''자이아디아 장편모충''에서 유래한 것이다. 이 연구는 제니퍼 다우드나의 캘리포니아 대학교 버클리 연구실에서 박사후 연구원으로 있던 이안 맥레이가 수행했다. X선 결정학을 통해 PAZ 도메인과 두 개의 RNase III 도메인이 발견되었다. 단백질 크기는 82 kDa였다.[5]

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사람의 Dicer (DICER1)는 리보핵산 분해 효소 III으로, 다음과 같은 주요 기능적 도메인을 가진다:[59][63]

  • '''헬리카제(Helicase) 도메인:''' 긴 기질을 처리하는 데 관여한다.[64]
  • '''PAZ (Piwi / Argonaute / Zwille) 도메인:''' dsRNA의 3' 말단 2개의 뉴클레오티드 오버행에 결합한다.[60]
  • '''RNase III 도메인 (2개):''' dsRNA 주위에 유사 이량체를 형성하여 가닥 절단을 시작한다.[60]
  • '''이중 가닥 RNA 결합 도메인 (dsRBD):''' dsRNA에 결합하지만, 특정 결합 부위는 아직 정의되지 않았다. 다른 조절 단백질(사람의 경우 TRBP, 초파리의 경우 R2D2, Loqs)과 복합체를 이루어 RNaseIII 도메인을 효과적으로 배치하고, sRNA 산물의 특이성을 제어한다.[64]


PAZ 도메인과 RNaseIII 도메인 사이의 거리는 커넥터 나선의 각도에 의해 결정되며, 마이크로 RNA 산물의 길이에 영향을 준다.[60]

3. 1. 헬리케이스(Helicase) 도메인



인간 다이서(hs다이서 또는 DICER1이라고도 함)는 헬리케이스와 PAZ(Piwi / Argonaute /Zwille) 도메인을 모두 포함하기 때문에 리보핵산 분해 효소 III 그룹으로 분류된다.[61][62] hs다이서에는 2개의 RNaseIII 그룹과 2개의 이중가닥 RNA 결합 도메인(DUF283 및 dsRBD)과 같은 4개의 다른 기능적 도메인도 포함되어 있다.[59][63]

현재 연구에 따르면 PAZ 도메인은 dsRNA의 2개 뉴클레오타이드 3' 돌출부에 결합할 수 있는 반면, RNaseIII 그룹 촉매 도메인은 가닥 절단을 시작하기 위해 dsRNA 주위에 유사-이량체를 형성한다. 이것은 dsRNA 가닥의 기능적 단축을 초래한다. PAZ와 RNaseIII 그룹 사이의 거리는 커넥터 나선의 각도에 의해 결정되며, 마이크로 RNA 제품의 길이에 영향을 준다.[60] dsRBD 도메인은 dsRNA에 결합하지만 도메인의 특정 결합 부위는 정의되지 않았다. 이 도메인은 RNaseIII 그룹을 효과적으로 배치하여 sRNA 제품의 특이성을 제어하기 위해 다른 조절 단백질 (인간의 TRBP, 초파리의 R2D2, Loqs)과의 복합체의 일부로 작동할 수 있다.[64] 헬리케이스 도메인은 긴 기질을 처리하는 것과 관련이 있다.[64]

3. 2. PAZ 도메인

PAZ domain|PAZ 도메인영어은 dsRNA의 3' 말단 2개의 뉴클레오타이드 오버행에 결합할 수 있으며, RNaseIII 촉매 도메인은 dsRNA 주위에 유사 이량체를 형성하여 가닥 절단을 시작한다. 이는 dsRNA 가닥의 기능적 단축을 초래한다. PAZ와 RNaseIII 도메인 사이의 거리는 커넥터 나선의 각도에 의해 결정되며, 마이크로 RNA 산물의 길이에 영향을 준다.[60] dsRBD 도메인은 dsRNA에 결합하지만, 이 도메인의 특정 결합 부위는 아직 정의되지 않았다. 이 도메인은 다른 조절 단백질(인간의 TRBP, 초파리의 R2D2, Loqs)과 복합체를 이루어 RNaseIII 도메인을 효과적으로 배치하고, sRNA 산물의 특이성을 제어하는 역할을 할 수 있다.[64]

3. 3. RNase III 도메인 (2개)

인간 다이서(hs다이서 또는 DICER1)는 헬리카제와 PAZ(Piwi/Argonaute/Zwille) 도메인을 모두 포함하기 때문에 리보뉴클레이스 효소 III 그룹으로 분류된다.[61][62] 이러한 도메인 외에도 hs다이서에는 2개의 RNaseIII 그룹과 2개의 이중가닥 RNA 결합 도메인(DUF283 및 dsRBD)과 같은 4개의 다른 기능적 도메인이 포함되어 있다.[59][63]

현재 연구에 따르면 PAZ 도메인은 dsRNA의 2개 뉴클레오타이드 3' 돌출부에 결합할 수 있는 반면, RNaseIII 그룹 촉매 도메인은 가닥 절단을 시작하기 위해 dsRNA 주위에 유사-이량체를 형성한다. 이것은 dsRNA 가닥의 기능적 단축을 초래한다. PAZ와 RNaseIII 그룹 사이의 거리는 커넥터 나선의 각도에 의해 결정되며 마이크로 RNA 산물의 길이에 영향을 준다.[60] dsRBD 도메인은 dsRNA에 결합하지만 도메인의 특정 결합 부위는 정의되지 않았다. 이 도메인은 RNaseIII 그룹을 효과적으로 배치하여 sRNA 산물의 특이성을 제어하기 위해 다른 조절 단백질(인간의 TRBP, 초파리의 R2D2, Loqs)과의 복합체의 일부로 작동할 수 있다.[64] 헬리카제 도메인은 긴 기질을 처리하는 것과 관련이 있다.[64]

3. 4. 이중 가닥 RNA 결합 도메인(dsRBD)



사람의 Dicer(hsDicer, DICER1이라고도 함)는 이중 가닥 RNA를 절단하는 리보핵산 분해 효소 III이다. 헬리케이스 도메인, PAZ (Piwi/Argonaute/Zwille) 도메인,[7][8] 두 개의 RNaseIII 도메인, 두 개의 이중 가닥 RNA 결합 도메인(DUF283 및 dsRBD)을 포함한다.[5][9][33][35][36][37]

현재 연구에 따르면 PAZ 도메인은 dsRNA의 3' 말단 2개의 뉴클레오티드 오버행에 결합하며, RNaseIII 촉매 도메인은 dsRNA 주위에 유사 이량체를 형성하여 가닥 절단을 시작한다. 이는 dsRNA 가닥의 기능적 단축을 초래한다. PAZ와 RNaseIII 도메인 사이의 거리는 커넥터 나선의 각도에 의해 결정되며, 마이크로 RNA 산물의 길이에 영향을 준다.[6][34] dsRBD 도메인은 dsRNA에 결합하지만, 이 도메인의 특정 결합 부위는 아직 정의되지 않았다. 이 도메인은 다른 조절 단백질(사람의 경우 TARBP2|label=TRBP영어, ''초파리''의 경우 R2D2, Loqs)과 복합체를 이루어 RNaseIII 도메인을 효과적으로 배치하고, sRNA 산물의 특이성을 제어하는 역할을 할 수 있다.[10][38] 헬리케이스 도메인은 긴 기질을 처리하는 데 관여한다.[10][38]

4. RNA 간섭에서의 역할



다이서는 RNA 간섭 (RNAi) 경로에서 핵심적인 역할을 하는 효소이다. 다이서는 이중 가닥 RNA (dsRNA) 또는 pri-miRNA를 작은 RNA 조각 (각각 siRNA 또는 miRNA)으로 가공한다.[39]

다이서라는 이름은 2001년 스토니브룩 대학교 박사 과정 학생 에밀리 번스타인이 콜드 스프링 하버 연구소의 그레고리 해넌 연구실에서 연구를 수행하던 중에 지어졌다. 번스타인은 이중 가닥 RNA에서 작은 RNA 조각을 생성하는 효소를 발견하고자 했다. 다이서가 약 22개의 뉴클레오티드 RNA 조각을 생성하는 능력은 dsRNA 트랜스펙션으로 RNAi 경로를 시작한 후 RISC 효소 복합체로부터 분리함으로써 발견되었다. 이 실험은 RISC가 관찰 가능한 작은 뉴클레오티드 조각을 생성하는 데 관여하지 않는다는 것을 보여주었다. 이후 RNA 분해 효소 III 계열 효소의 RNA 조각 생성 능력을 테스트하는 실험을 통해 수색 범위가 현재 다이서로 명명된 ''초파리'' CG4792로 좁혀졌다.[2]

다이서 오쏘로그는 다른 많은 유기체에서도 존재한다.[3] 이끼 ''피스콤이테렐라 파텐스''의 DCL1b는 4개의 DICER 단백질 중 하나로, miRNA 생합성에 관여하지 않고 miRNA 표적 전사체를 자르는 데 관여한다. 따라서 유전자 발현 조절, 즉 miRNA에 의한 유전자의 후생적 침묵이라는 새로운 메커니즘이 발견되었다.[4]

결정 구조 측면에서 처음으로 연구된 다이서는 원생동물 ''자이아디아 장편모충''에서 유래한 것이었다. 이 연구는 제니퍼 다우드나의 캘리포니아 대학교 버클리 연구실에서 박사후 연구원으로 연구를 수행하던 이안 맥레이에 의해 수행되었다. PAZ 도메인과 두 개의 RNase III 도메인이 X선 결정학에 의해 발견되었다. 단백질 크기는 82 kDa로, 다른 유기체에서 더 큰 다이서 단백질에서 발견된 보존된 기능적 코어를 나타낸다. 예를 들어, 인간의 경우 219 kDa이다. 인간 다이서와 ''G. intestinalis'' 다이서의 크기 차이는 인간 다이서 내에 최소 5개의 서로 다른 도메인이 존재하기 때문이다. 이러한 도메인은 다이서 활성 조절, dsRNA 처리 및 RNA 간섭 단백질 인자 기능에 중요하다.[5]

4. 1. 마이크로 RNA (miRNA) 생성

RNA 간섭은 RNA 분자가 miRNA로 분해되어 특정 숙주 mRNA 서열의 유전자 발현을 억제하는 과정이다. miRNA는 핵 안의 1차 miRNA(pri-miRNA)에서 시작하여 세포 내에서 생성된다. 이 긴 서열은 더 작은 전구체 miRNA(pre-miRNA)로 절단되는데, 이는 일반적으로 헤어핀 구조를 갖는 70개 뉴클레오티드이다. Pri-miRNA는 DGCR8에 의해 식별되고 Drosha에 의해 절단되어 핵에서 발생하는 과정인 pre-miRNA를 형성한다. 이 pre-miRNA는 세포질로 보내지고 다이서에 의해 절단되어 성숙한 miRNA를 형성한다.[66]

4. 2. 작은 간섭 RNA (siRNA) 생성



siRNA는 miRNA와 유사한 방식으로 생성되고 기능한다. 다이서는 이중 가닥 RNA를 21~23개의 뉴클레오티드 길이의 작은 조각으로 절단한다.[10] miRNA와 siRNA는 모두 RNA 유도 침묵 복합체(RISC)를 활성화시켜 상보적인 표적 mRNA 서열을 찾아 RNase를 사용하여 RNA를 절단한다.[13] 이는 차례로 RNA 간섭에 의해 특정 유전자를 침묵시킨다.[14]

siRNA와 miRNA는 몇 가지 차이점이 있다. siRNA는 일반적으로 mRNA 서열에 특이적인 반면, miRNA는 mRNA 서열에 완전히 상보적이지 않다. miRNA는 유사한 서열을 가진 표적과 상호 작용하여 다른 유전자의 번역을 억제할 수 있다.[15]

일반적으로 RNA 간섭은 인간과 같은 유기체 내의 정상적인 과정의 필수적인 부분이며, 암 표적에 대한 진단 및 치료 도구로 연구되고 있는 분야이다.[12]

5. 질병

miRNA 발현 변화는 miRNA와 다이서가 암 발병 및 예후에 중요한 역할을 한다는 것을 시사한다. miRNA는 종양 억제인자로 기능할 수 있어 발현 변화가 종양 형성을 유발할 수 있다.[72] 다이서는 DNA 복구에도 관여하며, 다이서 발현 감소는 DNA 손상 증가로 이어질 수 있다. RNAi 메커니즘은 트랜스포존 억제를 담당하는데, 다이서가 없으면 DNA 손상을 유발하는 활성화된 트랜스포존이 생길 수 있다. 이러한 DNA 손상 축적은 발암성 돌연변이를 유발하여 종양 발생의 원인이 된다.[66]

신경초종증을 동반한 다결절성 갑상선종은 다이서 유전자 돌연변이와 관련된 상염색체 우성 질환이다.[74]

RNA 바이러스 감염은 RNAi 캐스케이드를 유발할 수 있으며, 다이서는 바이러스 면역에 관여할 가능성이 있다. HIV-1 및 인플루엔자 바이러스는 RNAi 억제 단백질을 암호화한다.[75]

5. 1. 황반변성

연령 관련 황반변성은 선진국에서 실명의 주요 원인이다. 이 질병에서 다이서의 역할은 환자들에게서 망막 색소 상피(RPE)의 다이서 수치가 감소한다는 사실이 밝혀지면서 명확해졌다.[70][71] RPE에서만 다이서가 결핍된 마우스는 유사한 증상을 나타냈다.[70][71] 그러나 Drosha 및 Pasha와 같은 중요한 RNAi 경로 단백질이 부족한 다른 마우스는 다이서 결핍 마우스와 같은 황반 변성 증상을 나타내지 않았다.[70][71] 이 관찰은 RNAi 경로와 무관하고 따라서 si/miRNA 생성의 기능이 아닌 망막 건강에서 다이서의 특정 역할을 제안했다.[16][17] alu 요소의 RNA 전사체인 Alu RNA 형태의 RNA가 다이서 수치가 불충분한 환자에게서 증가하는 것으로 밝혀졌다.[16][17] 이러한 비암호화 RNA 가닥은 루프를 형성하여 건강한 망막에서 다이서에 의해 분해되는 dsRNA 구조를 형성할 수 있다.[16][17] 그러나 다이서 수치가 불충분하면 alu RNA의 축적이 염증의 결과로 RPE의 퇴행을 유발한다.[44][45]

5. 2. 암

악성 종양에서 miRNA 발현 양상의 변화는 암 발생 및 예후에 있어 miRNA와 다이서의 중요한 역할을 시사한다. miRNA는 종양 억제자로 기능할 수 있으므로, 발현 변화는 종양 형성을 유발할 수 있다.[72] 폐암 및 난소암 분석에서 좋지 않은 예후와 환자 생존 시간 감소는 다이서 및 드로샤 발현 감소와 관련이 있다. 감소된 다이서 mRNA 수준은 진행된 종양 단계와 상관관계가 있다. 그러나 전립선암[73] 및 식도암과 같은 다른 암에서는 높은 다이서 발현이 좋지 않은 환자 예후와 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 이러한 암 유형 간의 불일치는 다이서를 포함하는 고유한 RNAi 조절 과정이 종양 유형마다 다르다는 것을 시사한다.[66]

다이서는 DNA 복구에도 관여한다. DNA 손상 복구 및 기타 기전의 효율성 감소로 인해 다이서 발현이 감소된 포유류 세포에서 DNA 손상이 증가한다. 예를 들어, 이중 가닥 파손(다이서에서 생산)의 siRNA는 이중 가닥 파손 복구 기전과 관련된 단백질 복합체에 대한 가이드 역할을 할 수 있으며 염색질 변형을 지시할 수도 있다. 또한, miRNA의 발현 패턴은 이온화 또는 자외선에 의한 DNA 손상의 결과로 변한다. RNAi 기전은 트랜스포존 억제를 담당하며, 다이서가 녹아웃/다운될 때와 같이 RNAi 기전이 없으면 DNA 손상을 일으키는 활성화된 트랜스포존으로 이어질 수 있다. DNA 손상이 축적되면 발암성 돌연변이가 있는 세포가 생겨 종양이 발생할 수 있다.[66]

5. 3. 기타 질환

신경초종증이 있는 다결절성 갑상선종은 이 유전자(다이서)의 돌연변이와 관련된 상염색체 우성 질환으로 나타났다.[74][20]

5. 4. 바이러스 병인

RNA 바이러스에 의한 감염은 RNAi 캐스케이드를 유발할 수 있다. 식물과 동물 세포를 모두 감염시키는 바이러스는 RNAi 반응을 억제하도록 설계된 단백질을 포함하고 있기 때문에 다이서는 바이러스 면역에 관여할 가능성이 있다. 인간의 경우, HIV-1, 인플루엔자 바이러스는 이러한 RNAi 억제 단백질을 인코딩한다.[75] 다이서가 바이러스 dsRNA를 절단하고 생성물을 RISC에 로드하여 바이러스 mRNA의 표적화된 분해를 일으켜 감염과 싸우게 되므로, 다이서의 억제는 바이러스에 유익하다. 바이러스 병인의 또 다른 잠재적 메커니즘은 세포 miRNA 경로를 억제하는 방법으로 다이서를 차단하는 것이다.[75]

6. 곤충

곤충은 다이서를 강력한 항바이러스제로 사용할 수 있다. 이 발견은 모기가 아르보바이러스(웨스트 나일 바이러스, 뎅기열, 황열) 등 잠재적으로 치명적인 여러 바이러스성 질병 전염에 관여한다는 점에서 특히 중요하다.[76] 이집트숲모기(''Aedes aegypti'')는 이러한 바이러스의 매개체 역할을 하지만, 바이러스가 의도한 숙주는 아니다. 감염은 암컷 모기가 알을 낳기 위해 척추동물의 혈액을 필요로 하기 때문에 발생한다.

곤충의 RNAi 경로는 다른 동물의 경로와 매우 유사하다. 다이서-2는 바이러스 RNA를 절단하여 RISC 복합체에 로드하는데, 여기서 한 가닥은 RNAi 산물 생산을 위한 템플릿 역할을 하고 다른 가닥은 분해된다. RNAi 경로에 기능 이상을 일으키는 돌연변이를 가진 곤충은 바이러스 부하량이 증가하거나 숙주 바이러스에 대한 감수성이 증가한다.

인간과 마찬가지로 곤충 바이러스도 RNAi 경로를 피하기 위한 기작을 진화시켰다. 예를 들어, 초파리 C 바이러스는 dsRNA에 결합하여 다이서 절단 및 RISC 로딩으로부터 보호하는 단백질 1A를 암호화한다. 담배밤나방(''Heliothis virescens'') 아스코바이러스 3a는 다이서의 RNase III 그룹과 유사한 RNase III 효소를 암호화하여 dsRNA 기질과 경쟁하고 RISC 로딩을 방지하기 위해 siRNA 이중체를 분해할 수 있다.[77] 파리(''Drosophila'')에서 Dicer-1은 pre-miRNA를 처리하여 microRNA(miRNA)를 생성하고, Dicer-2는 긴 이중 가닥 RNA(dsRNA)로부터 작은 간섭 RNA(siRNA)를 생성한다.[22]

7. 진단 및 치료 응용

다이서는 효소 발현 수준에 따라 종양이 체내에 존재하는지 여부를 식별하는 데 사용될 수 있다. 연구에 따르면 암 환자 중 많은 수가 다이서 발현 수준이 감소했다. 같은 연구에서 낮은 다이서 발현은 환자의 생존 기간 감소와 관련이 있는 것으로 나타났다.[66] 다이서는 진단 도구일 뿐만 아니라, 외부 siRNA를 정맥 주사하여 유전자 침묵을 유도함으로써 환자를 치료하는 데에도 사용될 수 있다.[78]

siRNA는 생쥐와 같은 포유류 종에서 두 가지 방식으로 전달되는 것으로 나타났다. 한 가지 방법은 다이서 기능이 필요하지 않은 시스템에 직접 주입하는 것이다. 다른 방법은 다이서에 의해 siRNA로 절단되는 짧은 헤어핀 RNA를 암호화하는 플라스미드를 도입하는 것이다.[79]

다이서를 치료적으로 사용하여 siRNA를 생성하는 것의 장점 중 하나는 현재 사용되고 있는 항체 또는 소분자 억제제와 비교하여 영향을 미칠 수 있는 표적의 특이성과 다양성이다. 일반적으로, 저분자 억제제는 특이성 측면에서 어려움이 있으며 견딜 수 없는 부작용이 따른다. 항체는 siRNA만큼 특이적이지만, 리간드 또는 세포 표면 수용체에 대해서만 사용할 수 있다는 제한이 있다. 반면에, 낮은 세포 내 흡수 효율은 siRNA 주입의 주요 장애물이다.[66] 주입된 SiRNA는 혈액 내에서 안정성이 떨어지고 비특이적 면역을 자극한다.[80] 또한, miRNA가 mRNA에 부착되기 위해 6-8개의 뉴클레오티드 염기쌍만 필요하기 때문에 치료적으로 miRNA를 생성하는 것은 특이성이 부족하다.[81]

8. 다이서 유사 단백질

식물 게놈은 동물 및 곤충 다이서와 유사한 기능 및 단백질 도메인을 갖는 다이서 유사 단백질을 암호화한다. 예를 들어, 모델 생물체인 애기장대에서는 DCL1부터 DCL4까지 4개의 다이서 유사 단백질이 생성된다. DCL1은 miRNA 생성 및 역 반복 서열로부터의 sRNA 생산에 관여한다. DCL2는 시스 작용 역전사체로부터 siRNA를 생성하여 바이러스 면역 및 방어에 도움을 준다. DCL3은 염색질 변형에 도움을 주는 siRNA를 생성하고, DCL4는 트랜스 작용 siRNA 대사 및 전사 후 수준에서의 전사체 침묵에 관여한다. 또한, DCL 1과 3은 애기장대의 개화에 중요하다. 애기장대에서 DCL 녹아웃은 심각한 발달 문제를 일으키지 않는다.

벼와 포도 역시 다이서를 생성하며, 다이서 메커니즘은 많은 유기체의 일반적인 방어 전략이다. 벼는 5개의 DCL에 대한 다른 기능을 진화시켰으며, 이들은 애기장대보다 기능 및 발달에 더 중요한 역할을 한다. 또한, 애기장대에서 발현이 더 균일한 반면, 벼의 다른 식물 세포 유형 간에는 발현 패턴이 다르다. 벼 DCL 발현은 가뭄, 염분 및 추위를 포함한 생물학적 스트레스 조건의 영향을 받을 수 있다. 따라서 이러한 스트레스는 식물의 바이러스 저항성을 감소시킬 수 있다. 애기장대와 달리, DCL 단백질의 기능 손실은 벼에서 발달 결함을 유발한다.[29]

참조

[1] 논문 DICER1 rs3742330 and AGO1 rs636832 polymorphisms and acute lymphoblastic leukemia in Greek children and adolescents: A case-control study 2024-09
[2] 논문 Role for a bidentate ribonuclease in the initiation step of RNA interference
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[4] 논문 Transcriptional control of gene expression by microRNAs 2010-01
[5] 논문 Structure of the human Dicer-TRBP complex by electron microscopy 2009-10
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[7] 웹사이트 Entrez Gene: DICER1 Dicer1, Dcr-1 homolog (Drosophila) https://www.ncbi.nlm[...]
[8] 논문 Molecular cloning and characterization of a novel human gene (HERNA) which encodes a putative RNA-helicase 2000-01
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