원형 RNA 공학 (Circular RNA Engineering)

한 줄 정의: 양쪽 끝이 서로 연결되어 고리 모양을 이루는 원형 RNA를 인위적으로 설계, 합성하여 안정성이 높은 단백질 발현이나 조절 도구로 활용하는 기술입니다.

열이 고온부에서 저온부로 이동하는 열전달 개념을 나타냅니다.

쉽게 풀면

보통의 RNA는 실처럼 양 끝이 열려 있는데, 원형 RNA는 이 실의 양 끝을 이어붙여 고리 모양으로 만든 것입니다. 끝이 없기 때문에 세포 안의 분해 효소가 끝에서부터 갉아먹으며 분해하는 경로를 피할 수 있어 일반 선형 RNA보다 오래 남아 있는 경향이 있습니다. 이런 특성을 이용해 백신이나 치료용 단백질을 더 오래, 더 많이 만들어내는 플랫폼으로 개발되고 있습니다.

왜 중요한가

mRNA 기반 백신과 치료제가 주목받으면서, RNA의 세포 내 안정성을 높여 더 적은 용량으로도 오래 지속되는 발현을 얻으려는 수요가 커졌습니다. 원형 RNA 공학은 화학적 변형 없이도 RNA 자체의 구조만으로 안정성을 높일 수 있는 대안적 접근으로 연구되고 있습니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"Circular RNA constructs incorporating an internal ribosome entry site drove sustained protein expression over several days in vitro."

내부 리보솜 진입 부위를 포함한 원형 RNA 구조체가 시험관 내에서 며칠에 걸쳐 지속적인 단백질 발현을 유도했다는 내용입니다.

"Circularization was achieved via group I intron-based self-splicing, producing covalently closed RNA circles."

그룹 I 인트론 기반 자가 스플라이싱을 통해 원형화를 달성하여 공유결합으로 닫힌 RNA 고리를 만들었다는 의미입니다.

조금 더 깊게 보면

원형 RNA를 만드는 대표적인 방법으로는 자가 스플라이싱 인트론을 이용해 세포 내에서 스스로 고리를 형성하도록 하는 방식과 시험관 내에서 리가아제 효소로 양 끝을 연결하는 방식이 있습니다. 원형 RNA는 리보솜이 일반적인 캡 의존적 방식으로 결합하기 어려우므로 내부 리보솜 진입 부위 같은 별도의 번역 개시 요소를 함께 설계해야 합니다.

주의할 점

원형화 효율이 100%에 이르지 못하면 미반응 선형 RNA가 함께 남아 면역 반응이나 예상치 못한 부작용을 일으킬 수 있어 정제 단계가 중요합니다.