발달장애·지적장애 원인유전자 찾았다

암필드증후군 환자유전체 빅데이터 및 유전자가위 활용

[아이뉴스24 최상국 기자] 발달장애, 지적장애를 일으키는 새로운 원인유전자가 확인됐다.

충남대 김철희 교수 연구팀은 미국 그린우드유전학센터 찰스 슈왈츠 박사 등과 함께 발달장애, 지적장애를 동반할 수 있는 암필드증후군(Armfield syndrome)의 새로운 원인유전자를 찾아내고 이 유전자의 작용원리를 분자수준에서 규명했다.

연구팀은 이 유전자가 단기적으로 관련 질환의 조기진단을 위한 바이오마커로 직접 활용될 수 있으며, 중장기적으로는 치료제 개발을 위한 단초가 될 것으로 기대한다고 밝혔다.

충남대 생물과학과 이유리 박사가 제1저자로 참여한 이 연구결과는 7월23일 국제학술지 네이처커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재됐다.(논문명: Mutations in FAM50A suggest that Armfield XLID syndrome is a spliceosomopathy)

발달장애, 지적장애 환자의 가계도 및 원인유전자 발굴 및 검증 과정.[충남대학교 김철희 교수 제공]

자폐증의 주요원인이기도 한 발달장애, 지적장애를 동반하는 암필드증후군은 1999년에 처음 보고된 정신질환이다. X-염색체 연관 지적장애로, 남성에서만 발병한다.

연구팀은 2015년, 4세대에 걸친 가계도 분석, 유전자 지도 작성 및 환자유전체 빅데이터 분석을 통해 암필드증후군의 후보유전자로 'FAM50A'를 발굴해 냈다.

이후 이를 검증하기 위해 유전자가위 기술을 이용한 제브라피쉬 모델동물 실험과 RNA 전사체 및 단백체 빅데이터 분석 등을 통해 'FAM50A'의 작용원리를 분자수준에서 규명, 지적장애의 원인유전자임을 최종 확인했다.

연구팀은 이번 연구성과가 "환자 보고에서부터 원인유전자 발견 및 검증까지 20여년에 걸친 연구노력의 산물"이라며 "환자유전체 빅데이터 분석기술, 첨단 유전자가위 기술 등의 발전에 힘입어 과거에는 원인을 알 수 없었던 발달장애, 지적장애 연구분야에서 새로운 돌파구를 제시할 수 있게 됐다"고 의의를 설명했다.

김철희 교수 연구팀은 제브라피쉬를 이용한 정신질환 모델동물 개발에 노력하고 있다. 2009년 하바드의대 게놈연구센터와의 공동연구를 계기로 환자유전체 빅데이터 분석에서 발굴된 신규유전자의 분자기전 규명에 집중하고 있다. 2012년부터는 X-염색체 연관 정신질환의 세계적인 대가인 미국 그린우드게놈센터의 슈왈츠 박사와의 공동연구를 시작해 2015년 뇌전증 관련 유전자를 발견한 바 있다.

김철희 교수는 "2015년 발견한 지적장애/뇌전증 유전자의 경우 2018년 세계적인 환자재단이 설립되는 계기가 되었고, 당장 분자진단 바이오마커로서 활용이 가능하다. 이번 연구도 단기적으로는 조기분자진단을 위한 바이오마커로서의 직접적인 활용이 가능하며, 중장기적으로는 질환모델링을 통한 치료제 개발을 위한 원천기술로서 활용이 가능할 것"으로 기대했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오의료기술개발사업_연구소재지원사업(질환모델링제브라피쉬은행)의 지원으로 수행됐다. 연구소재 분양신청은 국가지정 질환모델링제브라피쉬은행을 통해 가능하다.

최상국기자 skchoi@inews24.com

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