개가 사람보다 반응 빠른 이유 찾을까...개 후성유전체 표준지도 구축

조제열 서울대 수의학과 교수 연구팀은 개의 11개 조직에 대해 DNA상의 다양한 후성유전체적인 특성 및 그 결과인 유전자 발현을 데이터화 했으며 개별적 또는 통합적 지도를 구축했다. 조제열 교수 연구팀 제공

국내 연구진이 개의 후성유전체 기능 표준지도를 작성했다. 

과학기술정보통신부는 조제열 서울대 수의학과 교수 연구팀이 세계 최초로 개의 기능 유전체학 연구 분야 길을 여는 후성유전체 지도를 작성했다고 6일 밝혔다. 연구 성과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 5일 (현지시간) 게재됐다. 

유전체는 세포 작동에 필요한 모든 부품 및 유전 정보를 가진 DNA 염기서열이다. 후성유전체는 이 유전체가 작동하도록 조절하는 다양한 기능의 표지를 의미한다. 유전체는 요리책과 같고 후성유전체는 요리사와 같다. 같은 요리책을 참고하더라도 요리사가 어떤 요리를 어떻게 조리하는지에 따라 다른 결과가 만들어진다.

우리 몸도 모든 세포가 같은 유전체를 가지고 있지만 이 유전체가 어떤 후성유전체 조절을 받는지에 따라 피부, 신경, 면역 등 서로 다른 기능을 가진 다양한 세포가 될 수 있다. 후성유전체를 이해해야만 생명의 비밀에 가까이 다가갈 수 있는 셈이다.

개는 인류와 수만 년간 같은 환경, 음식, 생활패턴, 감염 요소 등을 공유하며 함께 생활했다. 인간과 개가 근린환경은 공유하지만 환경에 의해 어떠한 영향을 같이 받는지에 대한 연구는 부족했다. 환경요인에 의한 변화를 이해하기 위해서는 개의 후성유전체 연구가 필수적이다.

유전체는 환경적 요인에 민감하지 않지만 후성유전체는 환경요인을 잘 반영한다. 그 예로 유전체는 같지만 생활패턴이 다른 쌍둥이 연구에서 서로 다른 후성유전체 특성을 밝힌 연구들이 있다.

개는 인간에 비해 생체 시계가 빠르고, 수명이 짧은 특성을 가진다. 같은 환경적 위험 요소들에 노출될 시 인간보다 빠르게 반응해 미리 위험을 알리는 보초자 역할을 할 수 있다. 이때도 후성유전체는 가장 민감하게 반응하는 요인 중 하나다. 최근 개 유전체 프로젝트 덕분에 고품질 유전체 참조서열은 생산됐지만 후성유전체 자원 부족으로 개의 유전체 내 기능적 요소들에 대한 이해는 여전히 부족했다. 

조제열 교수 연구팀은 개의 주요 11개 조직(대뇌, 소뇌, 유선, 폐, 간, 위장, 비장, 췌장, 신장, 결장, 그리고 난소)에 대해 다양한 후성유전체 데이터의 생산·분석을 수행해 세계 최초로 개의 유전체에 대한 종합적인 후성유전체 기능 표준지도를 구축했다. 

이 지도로 유전체의 활성을 조절하는 조절 코드 해석이 가능하게 됐다. 지도는 다양한 생물학적 기능, 유전자의 세포 및 조직 특이성, 환경요인에 의한 유전자 활성 조절 이상과 질병 발생 등에 대한 새로운 이해를 제공한다.

연구팀은 “구축된 후성유전체 지도는 다양한 개의 품종 유전체 연구, 암과 질병 연구, 그리고 종간 비교를 통한 비교의학 연구 등에 광범위하게 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다. 

[안수연 기자 your@donga.com]