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유전자 돌연변이와 질병에 있어 매스터 조절자의 역할

  • AD 최고관리자
  • 조회 2385
  • 2013.10.17 09:21
주요 조절자(master regulators)로 불리는 특수 단백질이 유전체를 어떻게 읽고, 그 결과에 따라 어떻게 유전자가 켜지고 꺼지는지를 조사하고 이해할 수 있는 새로운 방법이 캘리포니아대학교 (University of California, San Diego School of Medicine) 연구자들에 의해 개발되었다.

학술지Nature 의 인터넷 판에 10월 13일 실린 이들의 논문에 다르면, 이번에 개발된 접근법을 쓰면, 질병의 위험 증대 그리고 관련된 특정 유전자 돌연변이를 더 신속하고 용이하게 확인할 수 있는데, 이는 미래의 맞춤 치료법, 그리고 당뇨에서부터 퇴행성 신경질환에 이르는 증상들에 대한 예방과 치료법의 개발에 필수적인 단계이다.

개별 환자의 지놈(genomes)의 서열화가 가능해진 최근의 상황에서, 한 가지 주요 목적은 질병 위험(disease risk)과 관련된 DNA 서열의 해석일 수 있다. 즉, 어떤 사람은 유전적으로 어떤 질환에 취약할 것인가? 이다.

지놈 중 단백질을 코딩하는 영역에서 일어나는 돌연변이는 비교적 이해하기 쉽지만, 실제로는 대부분의 질환관련 돌연변이가 단백질을 코딩하지 않는 영역에서 발생한다는 것이 글래스 (Christopher Glass) 교수의 말이다. 그래서, 한 가지 핵심과제는 이들 비 암호화 돌연변이(non-coding mutations)가 잠재적으로 가질 수 있는 기능적 영향을 평가하는 방법의 개발이라고 한다. 세포 특이적 방식으로 유전자 발현을 조절하는 지놈 영역들의 기능을 자연적인 유전 변이들(natural genetic variation)이 어떻게 변화되는지를 조사함으로써 그러한 평가가 이루어질 수 있는 기초를 이번 논문이 마련했다고 한다.

세포는 수백 가지의 전사인자(transcription factors)를 이용하여 지놈을 읽고, 그 결과(교지)에 따라 유전자가 발현되거나 차단된다. 이들 전사인자는 지놈 상에서 서로 가까이 결합하여 인헨서(enhancers)라고 하는 기능적 단위들을 만드는 경향이 있다고 한다. 그리고, 이 연구팀은 각 세포는 무수한 조합을 이루는 수만의 인헨서를 가지지는 한편, 대부분의 인헨서에는 주요 조절자라고 하는 단지 소수의 특정 전사인자가 결합할 것으로 추측했다고 한다. 다소 차이는 있겠지만, 각 세포의 정체성(identity)과 기능, 즉, 근육, 피부 또는 심장 세포가 될지 여부를 정하는 데 있어 이들 주요 조절자가 핵심 역할을 한다.

이 팀의 주요 아이디어는 다른 전사인자들이 근처 유전자들의 발현을 조절하게 하는 인헨서에 보조 결합(co-binding)하는 데 있어 주요 조절자들이 필수적이라는 것이었다고 한다.

이 연구자들은 두 종류(strains) 생쥐의 대식 세포 (macrophage)를 대상으로 하여, 약 4백만 가지의 DNA 서열들이 주요 조절자들에 미치는 영향을 조사함으로써 검정하고 실증했다. 대식세포는 일종의 면역 세포이다. 주요 조절자들에 의해 해독되는 DNA 서열 돌연변이들은 주요 조절자들이 지놈에 결합하는 방식에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 기능적 인헨서를 만드는데 필요한 인접 전사인자(neighboring transcription factors)에게도 영향을 미쳤다.

이번 발견은 질환의 유전적 근거를 조사하는 학자나 의사들에게 실질적으로 중요하다고 한다. 주요 조절자가 어디에 결합하는지에 대한 실질적 지식이 없으면, 비 암호화 변이체(non-coding variants)에 대한 DNA 서열의 예측적 가치는 상대적으로 매우 작다고 한다. 이번 연구결과에서 특정 세포의 주요 조절자들에 대한 데이터의 집중적 수집을 통해서, 특정 유형의 세포에서 돌연변이의 효과에 취약할 것으로 보이는 검사 대상 유전체의 영역이 크게 줄어들 수 있다는 것이 확인되었다. 이는 이어지는 분석에서 돌연변이들에 대한 우선순위를 정할 수 있게 하고, 이는 새로운 발견과 실질적 혜택으로 이어질 수 있다.
출처 : http://www.eurekalert.org/pub_releases/2013-10/uoc--tro101013.php , KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 2013-10-16
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