단백질을 만들 때 유전정보의 '정지' 신호를 지나칠 수도 있을까요?

상세 설명

번역 공백은 정상적인 단백질 합성 과정에서 mRNA에 담긴 유전 정보의 일부가 번역되지 않을 때 생긴다. 이전까지 이 현상은 원핵생물에서만 관찰됐으며, 정상적인 정지 코돈을 우회해 단백질의 해독틀을 연장하는 기전이다. 해독틀은 억제 tRNA가 매개하는 정지 코돈 억제를 통해서도 연장될 수 있다.

연구진은 해독틀이 어떻게 연장되는지 알아보기 위해 이온 트랩 질량분석법으로 토끼 베타글로빈의 정지 코돈 통과 단백질 서열을 분석했다. 초록은 이 단백질을 진핵생물에서 자연적으로 발생하는 것으로 알려진 유일한 정지 코돈 통과 단백질로 설명한다.

토끼 베타글로빈 mRNA의 UGA 정지 코돈에 걸쳐 있는 동일한 서열에 암호화된, 서로 다른 단백질 분해 펩타이드 조각 7개가 검출됐다. 7개 중 3개에는 아미노산 1~3개에 해당하는 번역 공백이 있었으며, 그 위치는 UGA 정지 코돈 자리 및/또는 바로 뒤의 코돈 1~2개에 해당했다. 저자들은 자신들이 아는 한 이것이 진핵생물의 단백질 합성에서 번역 공백이 나타난 최초의 보고라고 밝혔다. 또한 번역되지 않고 건너뛰는 정보의 길이가 서로 다르다는 점에서 이 현상이 독특하다고 설명했다.

7개 중 나머지 4개 펩타이드에는 UGA에서 해독된 세린, 트립토판, 시스테인, 아르기닌이 포함돼 있어, 이 펩타이드들이 정지 코돈 억제로 만들어졌음을 보여줬다. 세린은 셀레노시스테인 tRNA가 제공한다. 이 tRNA는 다른 tRNA들과 마찬가지로, 이전에 포유류의 시험관 내 조건에서는 UGA를 억제하는 것으로 확인됐지만 생체 내에서는 확인되지 않았다.