7만명 분석해 3개 희귀 유전질환 원인 유전자 찾았다

미국 마운트 시나이 아이칸의대

난청 검사를 받는 아동 환자. 게티이미지뱅크 제공

과학자들이 대규모 유전자 분석을 통해 3개 희귀질환 발병과 관련된 유전자를 발견했다. 발병 원인이 불분명했던 이들 질환에 대해 유전자 검사를 통한 신속한 진단이 가능해질 것으로 전망된다.

어니스트 투로 미국 마운트 시나이 아이칸의대 교수 연구팀은 7만7539명의 유전자를 분석해 원발성 림프부종, 흉부 대동맥류, 선청성 난청 3개 희귀질환의 원인 유전자를 새롭게 확인한 연구 결과를 16일(현지시간) 국제학술지 '네이처 메디신'에 발표했다.

원발성 림프 부종은 광범위한 신체에 부종이 발생하는 것이다. 외상이나 수술 등으로 일어나는 부종과는 다르며 주로 젊은 여성이나 소녀에게서 나타난다. 흉부 대동맥류는 대동맥의 직경이 1.5배 이상으로 늘어나는 상태가 흉부에서 발생하는 상태다. 청각기능에 이상이 생기는 선천성 난청은 생후 6주경에 가그랑거리는 소리가 나지 않으며 생후 3개월이 되어도 옹알이를 하지 않는 증상이 나타난다. 앞서 이들 질환은 유전적 원인에서 비롯된 것으로 추정됐지만 정확한 원인 유전자가 규명되진 않았다.

연구팀은 대규모 유전체 빅데이터를 구성하는 영국의 '10만 게놈 프로젝트'에 참가한 7만7539명의 데이터를 분석해 이 질환들의 원인 유전자를 찾아 나섰다. 방대한 유전자 데이터와 희귀질환 간 연관성을 찾기 위해선 '베이지안 추론법'이 사용됐다. 병이 발병하는 가상의 모델을 구성한 뒤, 유전자 정보를 단계적으로 추가하며 가상의 모델이 현실화될 가능성을 검토해나가는 방식이다.

연구팀은 이같은 분석을 통해 희귀질환과 관련이 있을 것으로 추정되는 19개의 유전자를 새롭게 발견했다. 이들 유전자가 특정한 희귀질환과 연관성이 있는지 확인하기 위해 앞선 임상사례와 선행 연구를 살피고 인과관계를 입증하기 위한 실험을 실시했다.

그 결과 원발성 림프부종 발병은 'ERG'라는 유전자의 기능 상실과 연관된 것으로 나타났다. 이 유전자는 적혈모세포의 변화와 관련됐다. 흉부 대동맥류 발병은 정상세포의 성장을 자극하는 유전자 'PMEPA1'와, 선천성 난청의 발병은 각 신체기관의 정상적인 기능에 변이를 일으키는 유전자 'GPR156'과 각각 연관성이 있는 것으로 확인됐다.

이번 연구를 이끈 투로 교수는 "이번 연구는 이전까지 원인이 설명되지 않았던 희귀질환에 대한 유전자 진단을 가능케 할 것으로 기대된다"며 "유전자 연구는 아직 알려지지 않은 희귀질환의 원인을 밝히는 데 도움을 주고 있다"고 말했다.

[박정연 기자 hesse@donga.com]