발달장애·지적장애 일으키는 새 유전자 찾았다

제브라피쉬. 게티이미지뱅크 제공

발달장애 및 지적장애의 새로운 원인 유전자 ‘ZFX’가 발견됐다. 

한국연구재단은 김철희 충남대 생물과학과 교수 연구팀, 미국 하버드대 의학과 연구팀을 포함한 9개국 45개 기관이 공동연구를 통해 ZFX 유전자가 뇌신경계 발달에 필요한 여러 유전자의 발현을 조절하는 전사인자로 작용하는 원리를 밝혀냈다고 27일 밝혔다. 전사인자란 DNA의 특정 부위에 결합해 유전자의 발현을 촉진하거나 억제하는 단백질이다.

발달장애 및 지적장애의 새로운 원인유전자 ‘ZFX’가 국내 연구진이 참여한 국제공동연구를 통해 발견됐다. 한국연구재단 제공

희귀질환의 발생에 영향을 주는 유전자를 발굴하는 기술은 발병 여부를 진단하고 치료제를 개발하기 위한 원천기술이다. 2000년대 들어 전세계 네트워크를 통해 환자의 유전체 빅데이터를 활용하는 사례가 많아지고 유전자가위 기술 같은 첨단 생명과학기술이 나오면서 관련 성과가 하나둘 나오고 있다. 그동안 자폐증을 비롯한 발달장애와 지적장애 원인유전자를 파악하는 연구가 거의 이뤄지지 않았다가 이번에 유의미한 성과가 나온 것이다.

먼저 연구팀은 발달장애, 지적장애 환자들의 유전자 가계도를 분석해 해당 장애를 일으키는 원인유전자가 X염색체와 연관돼 있음을 확인했다. 그리고 전 세계 환자유전체 빅데이터 정보를 활용해 ZFX를 원인유전자 후보로 선발한 뒤, ‘제브라피쉬’를 이용해 입증했다. 몸에 줄무늬가 있는 열대 민물고기인 제브라피쉬는 유전체 구성이 사람과 비슷해 실험에 자주 사용된다.

제브라피쉬를 이용하는 연구단계에서 충남대학교 연구팀이 중심이 됐다. 유전자가위 기술로 ZFX 유전자가 없는 제브라피쉬를 제작해 행동 패턴을 분석하고 유전학적으로 살펴봤다. 실험에서 ZFX가 없는 제브라피쉬는 ZFX가 있는 제브라피쉬에 비해 자폐증, ADHD 증상과 관련된 불안장애 행동을 보인다는 사실을 관찰했다. 소리나 진동 같은 외부 자극에도 정상군과 비교해 눈에 띄게 반응하지 않아 감각처리 및 인지 기능이 비정상적임을 보이기도 했다. 

김철희 교수는 “이번 연구 결과는 국제협력을 통해 지적장애, 발달장애 연구 분야에서 새로운 돌파구를 제시한 혁신적인 성과”라면서 “중장기적으로 관련 질환의 치료법을 개발하는 원천기술로 활용이 가능하다”라고 설명했다.

발달장애 및 지적장애의 새로운 원인유전자 ‘ZFX’를 발견한 국제공동연구팀에 참여한 왼쪽부터 김철희 충남대학교 생물과학과 교수와 딜란 충남대학교 생물과학과 박사과정생. 한국연구재단 제공

[이채린 기자 rini113@donga.com]