위험 선호도 기질에 따른 유전자 발현 차이 최초 규명

도박성게임 동물모델 이용 내측전전두엽에서 발현되는 유전자 차이 분석

[이데일리 이순용 기자]기질적으로 서로 다른 위험 선호도를 보이는 그룹 간에 의사결정에 관여하는 뇌 조직의 유전자 발현에서 차이가 있다는 연구 결과가 나왔다.

연세대학교 의과대학 생리학교실 김정훈· 김화영 교수, 곽명지 연구원과 가톨릭의대 의생명건강과학과 정연준 · 정승현 교수 연구팀은 위험 선호도 기질에 따라 내측전전두엽에서 서로 다르게 발현하는 477개의 유전자를 발견했다고 16일 밝혔다.

이번 연구결과는 국제행위중독학회 학술지 행위중독저널(Journal of Behavioral Addictions) 최신호에 게재됐다.

중독 환자 대부분은 부정적인 결과가 예상돼도 중독 대상 물질을 얻기 위해 위험을 감수하는 경향이 있다. 이러한 특징은 약물중독뿐 아니라 도박 장애와 같은 행위중독 환자에게서도 나타나며, 위험 선호도를 결정짓는 의사결정에 어려움을 나타낸다.

도박 장애에 대한 취약성과 위험을 추구하는 행동의 기저에는 유전적 요인이 관여하고 있다고 알려져 있다. 하지만 그동안 연구는 유전체 연관분석을 통한 단일염기다형성(염기서열 중에서 하나의 염기 차이를 보이는 유전적 변화)에 관한 연구가 대부분이었다. 실제로 이러한 행동을 보이는 개체의 특정 뇌 조직에서 발현된 전사체 전체를 심도 있게 분석한 것은 이번이 처음이다.

연구팀은 실험용 쥐에게 도박성게임 훈련을 통해 한 번에 얻는 보상의 크기는 작지만, 회수가 지날수록 최종적으로 더 많은 보상을 얻게 되는 선택지를 선택하는 위험 회피군과, 반대로 한 번에 얻는 보상의 크기는 크지만, 회수가 지날수록 최종적으로 더 적은 보상을 얻게 되는 선택지를 선택하는 위험 추구군을 분리했다.

도박성게임 동물모델. 각기 다른 확률로 보상과 처벌을 제시했을 때, 위험 회피군은 유리한 선택지를, 위험 추구군은 불리한 선택지를 더 많이 선택한다.

이들 뇌에서 내측전전두엽과 중격측좌핵을 분리해 그 안에 있는 모든 전사체의 발현을 분석했고, 각각 477개와 36개의 유전자 발현에 양적 차이가 있음을 발견했다. 이 중 위험 회피군에 비해 위험 추구군의 내측전전두엽에서 그 발현양이 현저하게 낮은 유전자들에 대해 기능농축분석(특정 유전자가 관여하는 세포 작용원리, 기능, 신호경로 분석 방법) 및 단백질 상호작용 망분석을 수행해 위험 추구 행동의 기여에 관여할 것으로 추정되는 유전자군을 선별해 냈다.

위험 선호도에 따라 내측전전두엽 내 477개 유전자의 양적 발현에 차이가 남. 기능 분석 및 단백질 망분석을 통해 전압의존성 칼슘통로 복합체를 비롯한 여러 유전자가 위험선택 행동에 관여하는 것으로 추정된다.

이번 연구는 의사결정에 관여하는 특정 뇌 부위에서 위험 선택 행동에 따라 실제로 다르게 나타나는 유전자들을 찾아낸 것에 의의가 있으며 중독질환에 취약한 의사결정 장애의 유전적 차이를 이해하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.

김정훈 교수는 “이번 연구 결과를 토대로 위험선택 행동에 관여하는 특정 유전자의 기능적 역할을 보다 심도 있게 연구해나갈 계획”이라고 밝혔다.

정연준 교수는 “앞으로 세포를 종류별로 분리하고, 단일세포 수준에서의 유전자 발현 차이를 정밀 분석할 계획”이라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부가 주관하는 뇌과학원천사업과 중견연구자지원사업, 기초의과학 선도연구센터사업 등의 지원을 받았다.

이순용 (sylee@edaily.co.kr)