장 마이크로바이옴, 인체 유전자에 따라 달라져

장 마이크로바이옴과 연관된 31개의 유전자위/사진=성균관의대 강북삼성병원

인체 유전자에 따라 장 마이크로바이옴 구성이 달라진다는 국제 연구 결과가 발표됐다. 마이크로옴은 장 내 미생물 군집을 의미한다.

MiBioGen 컨소시엄은 최근 장 마이크로바이옴의 형성에 관련된 인간의 유전적 요인들을 규명했다는 연구 결과를 발표했다. 아시아에서 유일하게 성균관의대 강북삼성병원 코호트 연구팀(신호철 원장, 김한나 교수)이 참여했다.

MiBioGen 컨소시엄은 11개국(한국, 미국, 캐나다, 이스라엘, 독일, 덴마크, 네델란드, 벨기에, 스웨덴, 핀란드, 영국)이 참여한 장 마이크로바이옴-전장유전체연관분석 메타분석 국제협력연구팀이다. 연구팀은 총 24개 코호트 1만 8000명 이상의 사람들에게서 장내 미생물군의 구성에 영향을 주는 인간의 유전적 요인을 분석했다.

연구팀은 이번 연구를 통해 장 마이크로바이옴과 연관된 31개의 인체 유전좌위를 밝혀냈다. 유전좌위는 염색체상에서 유전자가 차지하는 자리다. 밝혀낸 유전자위 중 20개는 장내 미생물의 양에, 11개는 장내 미생물의 존재 여부에 영향을 준다고 보고했다.

유당을 분해하는 효소를 만드는 락타아제 유전자 변이는 유당을 분해 할 수 있는 비피도박테리움의 양과 강한 연관성이 있고, 푸코실 전달효소(FUT2) 유전자 변이는 루미노코쿠스 토크(Ruminococcus torques)의 양과 연관성이 있음을 확인했다. 이 유전자 변이 정보를 이용해 연구팀은 비피도박테리움의 양이 증가할수록 염증성 장 질환인 궤양성 대장염의 위험이 감소하고, 옥살로박테라시에는 류마티스 관절염에 보호 효과를 나타낸다는 인과관계를 찾아냈다. 질병에 대한 특정 미생물의 보호 효과는 마이크로바이옴을 이용한 치료제 개발 등의 추가 연구로 확장될 수 있을 것으로 보인다.

이외에도 여러 유전자가 마이크로바이옴 구성에 영향을 미치며, 인간의 대사, 영양 및 면역의 중요한 측면에 관여한다는 것을 밝혀냈다.

연구에 참여한 강북삼성병원 연구지원팀 김한나 교수는 “이번 연구는 대규모 국제협력 연구의 좋은 예이며, 인간의 유전요인이 장내 미생물 군집에 미치는 영향을 최초로 정확하게 평가했다”며 “음식과 약물의 대사에서 장 마이크로바이옴의 필수적인 역할을 고려할 때, 이번 연구 결과가 개인 맞춤형 영양소 및 약물 개발 등에 도움이 되기를 기대한다”고 밝혔다.

이번 연구 결과는 국제저명학술지인 네이처 유전학(Nature Genetics, IF 27.6) 최신호에 게재됐다.

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