드로샤

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드로샤

[ Drosha ]

드로샤 (Drosha)는 마이크로 RNA 성숙 단계 초기에 작용하는 RNA 엔도리보뉴클레아제이다. 이중 가닥 RNA를 특이적으로 인지하며 리보뉴클레아제III 슈퍼패밀리의 구성원이다. 드로샤는 진핵 세포와 원핵 세포에서 다양한 RNA 성숙과 붕괴 과정에 관여한다. 전사된 RNA 서열에 의한 RNA 2차구조는 드로샤의 결합을 유도하고 마이크로 RNA의 성숙 과정이 시작된다.

목차

  1. 1.기능
  2. 2.구조
  3. 3.관련용어
  4. 4.참고문헌

기능

드로샤는 miRNA 생합성에 필수적인 마이크로프로세서 (microprocessr)라고 불리는 단백질 복합체의 일부로 존재한다.

이 복합체는 세포의 핵 안에 존재하며 일차적인 전사체인 pri-miRNA (primary microRNA transcript)를 pre-miRNA (precursor microRNA) 로 가공하는 역할을 한다. 드로샤는 pri-miRNA의 줄기-루프 (stem-loop) 구조를 인지하여 절단하고 헤어핀 구조의 pre-miRNA를 생성한다. 마이크로프로세서 단백질 복합체 속에는 DGCR8 (D. melanogaster 및 C. elegans에서는 Pasha)라고 하는 이중 가닥 RNA 결합 단백질이 포함된다. DGCR8은 드로샤의 활성과 pri-miRNA의 단일 가닥 조각의 결합에 필수적이다 (그림 1).

그림 1. 마이크로 RNA 생합성 과정 ()

드로샤와 DGCR8은 모두 pre-miRNA가 pre-miRNA로 처리되는 핵 안으로 위치가 국한된다. pre-miRNA는 RNA 가수분해 효소인 다이서 (Dicer)에 의해 세포질에서 성숙한 miRNA로 추가 처리된다. 또한 드로샤의 isoform인 c-드로샤는 핵보다 세포질에 국한되는 것으로 나타났지만, pri-miRNA 처리에 대한 영향은 아직 명확하지 않다.

드로샤와 다이서는 모두 DNA 손상 반응 (DNA damage response, DDR)에 참여한다.

드로샤와 다이서는 DNA 손상 반응 RNA (DNA damage reponse RNA, DDRNA)를 생성하여 DNA 손상 반응의 활성화에 기여한다. RNA 간섭과는 독립적인 기능으로 알려져 있다. 최근 연구 결과에 의하면 diRNA (double-strand break -Induced RNAs, diRNA)라고 명명된 짧은 비암호화 RNA가 DNA 이중 가닥 절단 (Double strand break, DSB) 서열을 가지며, DNA 손상 반응과 DNA 복구에 기능을 하는 것으로 밝혀졌다 (그림 2).

그림 2. RNA, DNA 손상반응 RNA, 이중가닥 절단 유래 RNA 생합성 과정 ()

드로샤와 다른 마이크로 RNA 프로세싱 효소는 암 예후에서 중요할 수 있다. 드로샤와 다이서는 모두 마이크로 RNA 프로세싱에서 핵심적인 기능을 수행하는 효소들인데, 이 단백질들이 유방암의 일부 유형에서 낮게 발현되고 있음이 발견되었다.

미국 국립암센터에서 제공하는 The Cancer Genome Atlas (TCGA) 정보에 의하면 세포질 드로샤 (cytoplasmic Drosha, c-드로샤)는 유방암 결장암 및 식도암 등 다양한 유형의 암에서 풍부하게 발현되고 있다. c-드로샤는 선택적 이어맞추기 (alternative splicing) 패턴에 의해 발현된다. 그러나 마이크로 RNA 프로세싱과 종양 형성 사이의 정확한 관계는 분명하지 않으며 독립적인 검증으로 확인할 수 있을 것이다.

구조

드로샤는 마이크로 프로세서로 알려진 단백질 복합체에서 보조 인자 DGCR8과 함께 기능한다. 드로샤는 마이크로 프로세서 복합체의 형성을 조정하는 RNase III 도메인 (RIIID)에 DGCR8 결합 부위를 가지고 있다. 드로샤의 전반적인 구조는 놀랍게도 다이서의 구조와 비슷하지만 서열 상동성이 없기 때문에 드로샤가 다이서 유사체(homolog)에서 진화했을 수도 있다.

드로샤는 두 개의 RNase III 도메인 (RIIID)을 가진다. 첫 번째 RNase III 도메인에는 비표준 징크 핑거 모티프 (non-canonical zinc-finger motifs)가 삽입되어 있다. 연결자 나선 (connector helix)와 RNase III 도메인 사이에 꼬인 링크를 가지고 있는데 이는 11 염기쌍을 측정하는 드로샤의 '통치자 (ruler)' 활성을 설명해준다.

관련용어

RNA 간섭 (RNA interference), 마이크로 RNA (miRNA), 엔도리보뉴클리아제 (endoribonuclease), DGCR8, 다이서 (Dicer), 마이크로 프로세싱 복합체, 줄기-루프 구조, c-드로샤

참고문헌

Trends in Cell Biology, Volume 24, Issue 3, p171–178, 2014

Cell, Volume 164, Issues 1-2, p81–90, 14 January 2016

Gene. 7;245(1):213-21 2000

Nature. 25;425(6956):415-9. 2003

Expert Rev Mol Diagn. 7(5):569-603. 2007

Nature. 11;432(7014):231-5. Epub 2004 Nov 7. 2004