리서치 하이라이트

진핵세포 유전자 발현 노이즈 현상

Nature 422, 6932

유전자 발현은 정교하면서도 확률론적인 시스템이다. 단일 세포에서 특정 유전자의 전사과정(transcription)은 몇몇 분자에 의해서 일어나며, 가능성의 요인들과 무작위의 결과로 일어난다. 그럼에도 불구하고 세포가 복잡한 반응을 조화롭게 움직이는 것을 조사하기 위해서, Blake 등은 단일 프로모터(promoter)로부터 형광 단백질을 생산하는 효모를 만들었다. 형광 단백질의 발현 조절은 ‘가감 저항기 유사 유전자 스위치(rheostat-like genetic switch)’에 의해서 이루어지지만, 아직까지는 전사와 관련된 확률론적인 ‘노이즈(noise)’ 때문에 복제된 세포에서 조차 다양한 발현 양상을 나타낸다. 실제 실험결과와 수학적인 모델을 상호 비교함으로써 재개시 반응(reinitiation)에 의한 박동성의 mRNA 생산이 전사 효율(transcriptional efficiency)에 대한 노이즈 의존성에 매우 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다. 또한 전사 인자들이 결합하는 방식이 노이즈를 개선시키고 이용하는데 있어서 결정적인 역할을 한다는 사실도 밝혀졌다.