KAIST 생명과학과동창회
  • News & Events
  • News

News

(윗줄 왼쪽부터) 의과학대학원 이정호 교수, 생명과학과 김은준 교수, 바이오및뇌공학과 최정균 교수, 분당서울대병원 유희정 교수 (아랫줄 왼쪽부터) 우리 대학 졸업생 김일빈 박사, 이태엽 박사, KISTI 이준학 박사

< (윗줄 왼쪽부터) 의과학대학원 이정호 교수, 생명과학과 김은준 교수, 바이오및뇌공학과 최정균 교수, 분당서울대병원 유희정 교수 (아랫줄 왼쪽부터) 우리 대학 졸업생 김일빈 박사, 이태엽 박사, KISTI 이준학 박사 >

 

우리 대학 의과학대학원 이정호 교수와 바이오및뇌공학과 최정균 교수생명과학과 김은준 교수(IBS 시냅스뇌질환연구단장)분당서울대병원 유희정 교수, KISTI 공동 연구팀이 아시아 최초로 대규모 한국인 자폐증 가족 코호트를 모집하고 전장 유전체 분석을 실시해 자폐증 유발 유전변이가 단백질을 암호화하지 않는 유전체 영역인 비-부호화 영역에서 발생할 수 있다는 사실을 규명했고이를 통해 자폐증 원인의 새로운 이해와 치료 전기를 마련했다고 19일 밝혔다. 

이번 연구내용은 세계적 정신의학 학술지 분자 정신의학(Molecular Psychiatry)’에 7월 15일 자에 게재됐다. 

자폐증은 사회적 의사소통 결핍이나 이상반복적이거나 틀에 박힌 행동 문제가 유아 시절 시작돼 거의 평생 지속되는 뇌 신경 발달장애로질환 발생의 근본적인 원인에 대한 이해가 매우 부족하며공식적으로 인정된 치료 약제가 전무하다자폐증 원인에 대한 이해의 필요성은 대중들의 높은 관심을 통해서도 가늠해볼 수 있는데예를 들어 최근 세간의 이목이 집중된 드라마 이상한 변호사 우영우의 주인공이 자폐증을 앓고 있다. 

연구진은 자폐증 유발 유전변이가 비-부호화 유전체 영역에서 발생한다는 사실을 발견했으며이를 세계 최초로 한국인 자폐증 샘플로 제작한 인간 줄기세포를 이용해 증명했다자폐증의 근본 원인을 규명한 획기적인 연구 결과로서기존 연구의 한계를 뛰어넘어 그간 유전체 분야의 난공불락으로 여겨졌던 비-부호화 영역에 초점을 맞춘 혁신적인 발상으로 자폐증 치료의 새로운 전기가 마련될 것으로 예상된다. 

연구진은 IBS와 한국연구재단국가바이오빅데이터 사업단의 지원을 통해 2011년부터 현재 3,708명에 달하는 자폐 환자와 그 가족들로 구성된 대규모 한국인 코호트를 구축하고 유전체 분석을 진행하고 있으며이번 연구 결과는 813명의 전장 유전체 염기서열 분석을 바탕으로 이뤄졌다. (그림 1)

그림 1. 한국인 자폐증 코호트 구축

< 그림 1. 한국인 자폐증 코호트 구축 >

 

유전체 데이터의 98% 이상을 차지하고 있으나 그간 자폐증 유전체 연구에서 조명받지 못했던 비-부호화 영역을 집중적으로 규명하고자연구진은 3차원 공간상의 염색질 상호작용(three-dimensional chromatin interaction)이라는 새로운 분석 방식을 사용했으며 (그림 2), -부호화 영역에서 발생한 유전변이가 멀리 떨어져 있는 자폐 유전자의 기능에 심각한 이상을 초래할 수 있음을 증명했다. (그림 3)

그림 2. 3차원 염색질 상호작용 모식도

< 그림 2. 3차원 염색질 상호작용 모식도 >

 

그림 3. 비-부호화 유전변이에 의한 유전자 기능 이상

< 그림 3. 비-부호화 유전변이에 의한 유전자 기능 이상 >

 

특히본 코호트의 한국인 자폐증 가족으로부터 직접 인간 줄기세포를 제작해 태아기 신경세포를 재현했으며이러한 생애 초기 신경 발달단계에서 비-부호화 영역의 유전변이에 의해 최대 500,000 base-pair(유전체 거리 단위이상 떨어져 있는 유전자의 발현이 비정상적으로 낮아지거나 높아질 수 있음을 세계 최초로 증명했다 (그림 4)

그림 4. 비-부호화 유전변이의 자폐 연관성 실험적 증명

< 그림 4. 비-부호화 유전변이의 자폐 연관성 실험적 증명 >

 

이번 연구 성과는 자폐증 유발 유전변이가 단백질을 부호화하지 않는 비-부호화 영역에서 발생해멀리 떨어져 있는 유전자의 기능에 영향을 미침으로써 신경 발달단계 초기부터 질병 발병에 기여한다는 획기적인 자폐증 원인에 대한 발견이다연구팀은 그간 단백질을 부호화하는 영역에만 쏠려 있던 정신질환 연구 풍토 속에서-부호화 영역을 규명하는 방향으로 전환해야 자폐증 치료의 비밀을 풀 수 있다는 새로운 접근법을 제시했다. 

IBS 시냅스뇌질환연구단(김은준 교수팀 프로젝트 제안 및 개시), 서울의대 및 분당서울대병원(유희정교수팀 코호트 구축 및 임상 평가), KISTI(대용량 컴퓨팅 리소스 및 유전체 데이터 분석 파이프라인 제공), KAIST (이정호 교수팀최정균 교수팀 비-부호화 영역 유전변이 분석공동 연구팀이 통합된 유전체-임상 데이터에 대해 3차원 공간상의 염색질 상호작용 분석을 통해 비-부호화 영역에서 발생한 유전변이가 자폐증 발병에 기여함을 규명했다. 

이는 순수 국내의 임상가와 기초과학자생물정보학 전문가의 융합연구로 이루어낸 성과이며아시아 최초의 대규모 전장-유전체 데이터 기반 코호트 구축과 유전체 분석 모델의 기틀을 마련함으로써 대한민국 유전체 연구의 선도적인 역할을 한 것이다자폐 유전체 연구는 지난 10년간 북미와 유럽을 위주로 대규모로 진행됐으나한국을 비롯한 아시아에서는 상대적으로 연구가 덜 진행됐다. 

논문의 공동 제저자인 KAIST 의과학대학원 졸업생 김일빈 박사는 신경발달장애 중 자폐증은 특히 치료가 어려운 것으로 알려져 있는데발병 원인 중 하나로 지목되는 유전체 영역의 이상을 한국인 고유의 데이터를 사용해 순수 국내 연구진들의 힘으로 발견해냈다는 데 큰 의미가 있으며이 연구 성과가 언젠가는 이루어질 자폐증 치료제 개발을 위한 작은 발판이 되길 바란다라고 말했다분당서울대병원의 유희정 교수도 우리나라 연구진의 힘을 모아 자폐증의 비밀을 풀기 위한 첫걸음을 내딛었다연구에 참여해 준 당사자와 가족들의 헌신으로 이룬 일이라고 생각한다하지만 우리가 자폐증의 발병 기전을 완전히 이해하고 나아가 치료제를 개발하기 위해서는 아직 연구해야 할 것이 많다유전체 연구에 대한 국가 차원의 지원이 절실하며자폐증을 가진 분들과 가족들의 관심도 꼭 필요하다는 점을 강조했다.

 

한편 이번 연구는 서경배과학재단한국연구재단보건산업진흥원사업을 통해 수행됐다.

 

 

List of Articles
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
61 [전상용 교수님] 항암치료용 인공탄수화물 기반 나노의약 개발​ 생명과학과 2022.07.12 927
60 [조병관 교수님] 대량의 고농도 일산화탄소를 고부가가치 바이오케미칼로 전환하는 기술 개발 생명과학과 2022.07.15 961
59 [김대수 교수님] “뇌는 무언가 실패하는 순간 발달...‘메타인지’로 창의성 키워야” [이노베이트코리아 2022] 생명과학과 2022.07.18 1070
» [김은준 교수님] 대규모 한국인 자폐증 가족 유전체 연구를 통한 새로운 자폐 유전변이 최초 발견​ 생명과학과 2022.07.19 851
57 [이승희 교수님] 신경전달물질 소마토스타틴의 알츠하이머 독성 개선효과 발견​ 생명과학과 2022.07.25 922
56 [정원석 교수님] 카이스트, 노화된 뇌에서 생겨난 비정상적 별아교세포 ‘아프다(APDA)’발견 생명과학과 2022.08.08 1131
55 [김대수 교수님] 액트노바, 카카오벤처스로부터 5억 규모 시드 투자 유치 "육안으로 진행되던 임상·비임상 분야 행동 실험 과정, 인공지능 영상처리 기술로 자동화" 생명과학과 2022.08.10 866
54 [김세윤, 정원석, 손종우 교수님] 인공지능 기반 약물 가상 스크리닝 기술로 신규 항암 치료제 발굴 성공 생명과학과 2022.08.12 859
53 [김찬혁, 정원석 교수님] 심각한 염증 부작용 없앤 새로운 알츠하이머병 치료제 개발​ 생명과학과 2022.08.22 1110
52 [송지준 교수님] 헌팅턴병 발병원인 제거를 위한 치료제 개발 방법 제시​ 생명과학과 2022.09.02 894
51 [김상규 교수님] 구글도 올라 탄 神으로 가는 길[과학을읽다] 생명과학과 2022.09.07 1156
50 [김은준 교수님] 자폐 진단․ 치료 골든타임, 동물실험으로 확인 생명과학과 2022.09.27 803
49 [정인경 교수님] 기저 질환이 없는 코로나19 환자의 중증 신규 유전적 위험 인자 규명 생명과학과 2022.09.29 764
48 [김세윤, 양한슬 교수님] 장 조직의 항상성과 염증성 장염 회복의 핵심 효소 발견​ 생명과학과 2022.10.07 851
47 [서연수 교수님] ㈜엔지노믹스, 생명과학과에 발전기금 24억 기부​ 생명과학과 2022.10.14 967
46 [김보람 박사님(서성배 교수님 연구실)] 2022년 국가연구개발 우수성과 100선 선정 file 생명과학과 2022.11.09 948
45 [김보람 박사님(서성배 교수님 연구실)] 한국뇌연구원 제2회 다한우수논문상 선정 생명과학과 2022.12.07 855
44 [이승재 교수님] 생체 노화 정도를 측정할 수 있는 새로운 RNA 지표 발견​ 생명과학과 2022.12.08 1222
43 [이승재 교수님 연구실] 과기정통부, ‘2022년도 건강한 연구실’ 10개 선정 생명과학과 2022.12.12 1025
42 [조병관 교수님 연구실] 2022년 안전관리 우수연구실 선정 file 생명과학과 2023.01.27 716
Board Pagination Prev 1 ... 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Next
/ 23