김태민 교수 ‘차세대시퀀싱 기술 이용한 연구 결과’ 발표
논문 세계적 학술지 ‘Cell 온라인판 11월호’ 게재
최근 대장암, 위암, 자궁내막암, 난소암 등의 진단이나 맞춤치료에 활용할 수 있는 새 유전체 분석기술이 가톨릭대 의과대학 암진화연구센터에 의해 개발됐다.
이로써 새 유전 마커(표지자)의 대규모 발굴 가능성이 제시됐다.
가톨릭대 의과대학 암진화연구센터 김태민 교수(사진)는 미국 하버드의대 산하 생체의학정보센터(Center for Biomedical Informatics, CBMI)의 Peter J Park 교수와 이같은 내용의 공동연구 논문을 최근 발표, 눈길을 끌었다.
김 교수는 제1저자로 참가한 이번 논문에서, 차세대시퀀싱 기술을 이용한 종양유전체 분석을 통해 대장암이나 자궁내막암에서 미세부수체불안정성(microsatellite instability)의 유전체 내 분포 특성과 이러한 돌연변이가 반복적으로 발생하는 유전자 마커(표지자)를 규명해냈다.
차세대시퀀싱(Next Generation Sequencing, NGS)란 기존의 DNA 염기서열보다 한층 진일보한 분석 방법이다.
이 분석법은 대용량 염기서열 정보를 훨씬 저렴하고 쉽게 분석할 수 있다.
의학계에선 이 기술의 발달과 일반화를 통해 개인 유전체 정보를 알 수 있다면 맞춤치료에 한층 더 가까이 다가설 수 있을 것으로 기대하고 있다.
미세부수체불안정성은 대장암과 자궁내막암에서 흔하게 일어나는 돌연변이 형태이나, 지금까지는 이러한 돌연변이 여부를 판별할 수 있는 유전 마커의 수가 많지 않아 진단이나 맞춤치료 활용에 많은 제한이 뒤따랐다.
미세부수체(microsatellite)은 짧은 DNA서열이 반복돼 나타나는 유전체 구성요소로서 인간유전체의 5% 정도를 차지하고 있다.
이처럼 반복서열의 길이가 사람에 따라 다르다는 점을 착안, 개인 식별 등의 유전 마커로 활용된다.
대장암, 자궁내막암, 위암, 난소암 등에서 DNA수리 기전에 문제가 발생할 경우 반복서열 길이가 고정되지 않고 다양하게 나타나는 소위 미세부수체불안정성(microsatellite instability)이 발생하게 된다.
이때 암 유전자 내부에 이러한 불안정성이 발생할 경우 유전자의 기능이 불활성화되며 암 발생에 중요한 유전적 원인이 될 수 있다.
김 교수는 차세대시퀀싱 기술을 이용한 연구를 통해 미세부수체불안정성을 전장유전체(Whole genome)규모에서 발굴할 수 있는 방법을 고안함으로써 암 진단과 맞춤치료에 활용할 수 있는 기술로 확장시켰다.
이 결과를 통해 대장암과 자궁내막암 뿐 아니라 미세부수체불안정성이 호발하는 위암, 난소암 등의 유전체 분석에 이용할 수 있게 돼 맞춤치료를 위한 마커(표지자) 발굴에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다.
이번 연구결과를 담은 논문은 세계적 학술지 Cell(I.F. 31.957) 온라인판 11월 호에 게재됐다.
김 교수팀은 연구를 위해 800만 개에 이르는 유전체 미세부수체에 차세대시퀀싱 기술을 이용, 환자별로 돌연변이 여부를 발견할 수 있는 생물전산학적 방법을 고안해냈다.
이를 전 세계 최대 규모의 암연구 프로젝트 TCGA(The Cancer Genome Atlas)에서 제공 받은 대장암과 자궁내막암 환자 300명의 유전체데이터에 적용했으며, 기존에 알려진 점돌연변이(Point Mutation)나 염색체의 구조이상 이외에 암 발생의 원인이 될 수 있는 추가적인 돌연변이 형태를 규명해냈다는 평가를 받고 있다.
연구팀은 전장유전체(Whole genome) 규모의 미세부수체불안정성 연관분석을 통해 이러한 돌연변이가 기존의 점돌연변이와 상이한 분포양상을 보인다는 사실도 최초로 밝혀냈다.
김 교수는 “미세부수체불안정성이라는 특이한 돌연변이를 암환자의 유전체 내에서 전수조사 규모로 발굴해낼 수 있는 방법을 세계 최초로 제시한 것”이라면서 “이러한 돌연변이가 흔히 발생하는 유전자는 대장암과 자궁내막암에서 다르게 나타났으며 종양 혹은 개인특이성은 환자별 암 맞춤치료를 위한 마커 개발에 중요한 단서를 제공할 것”이라고 전했다.
이번 연구는 미래창조과학부 MRC 선도연구센터의 지원을 받았다.
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