바이오인

BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 22-56

영국 바이오뱅크(UK Biobank)의 전장 유전체 시퀀싱 프로젝트 첫 번째 분석 결과 발표

■ Amgen의 자회사 deCODE Genetics는 영국 바이오뱅크 참가자 150,119명의 전장 유전체 서열 분석 결과를 Nature에 발표

 ○ 분석 결과는 총 3년의 연구 기간 중 1년간 분석한 데이터로써 이는 현재까지 발표된 것 중 가장 방대한 전장 유전체 시퀀싱 결과를 포함

   - 현재 deCODE Genetics 및 Wellcome Sanger에서 시퀀싱하고 있으며, 향후 총 참가자 50만 명의 전체 게놈을 분석하여 발표할 예정

< 영국 바이오뱅크 참여자들의 전체 게놈 시퀀싱 분석 과정 모식도 >

¶ a, 영국 전역에서 약 50만 명의 참여자들의 방대한 표현형 데이터(신체 측정, 의료기록, 설문지 등)를 수집 b, 15,0119개 샘플의 전체 게놈 분석으로 유전자 변이를 검출한 후, 유전적 조상을 기반으로 크게 3개의 코호트(British–Irish (XBI), African (XAF), South Asian (XSA)로 분류. 최종적으로 SNP와 같은 염기서열 변형 부분을 활용하여 게놈 보존 지역을 확인하였으며, 기존의 표현형 데이터와 게놈 데이터 간의 상관관계를 분석

출처 : Nature, Whole-genome sequencing of the UK Biobank, 2022.7.20.(그림 수정)

■ 프로젝트를 통해 생성된 데이터는 질병 치료 및 표현형 다양성 연구 등에 중요한 유전자간 서열을 식별하는데 큰 도움이 될 것으로 기대

 ○ 기존의 Exome* 및 SNP**등에 국한되어 있는 바이오뱅크의 게놈 분석은 생물학적으로 중요한 정보들을 놓칠 수 있음을 이번 연구를 통해 증명

   * 게놈 영역 중에서 진유전자(exon, protein-coding region) 영역의 총합을 일컫음

   ** single-nucleotide polymorphisms(단일염기 다형성). DNA 염기서열에서 하나의 염기서열(A,T,G,C)의 차이를 보이는 유전적 변화 또는 변이

   - 이번 분석 결과를 통해 게놈 전체 염기서열 중 높은 다양성을 허용하는 영역과 그렇지 않은 영역을 구분

   - 또한 엑손은 인간의 생존에 가장 중요한 영역으로 알려져 왔는데, 잘 보존된 염기서열을 가진 게놈의 1%를 조사할 때 13%만이 엑손을 코딩함을 발견

   - Exome 게놈 분석은 극소수 부분(2∼3%)만이 염기 다양성을 보였으며 Exome 외부 부분의 중요한 유전적 변이들을 놓칠 수 있음을 시사

 ○ 이론적으로 인간 게놈에서 발생할 수 있는 것의 7%에 해당하는 6억 개의 SNP와 염기서열 삽입·결실(indels)을 발견

   ※ 이는 Exome 게놈 분석에서 찾은 염기 다양성의 40배 보다 많은 양임

   - 단백질을 코딩하지 않는 부분에서 키(height) 등의 표현형에 큰 영향을 줄 수 있는 염기 다양성을 확인

 ○ 이번 연구의 데이터는 영국 바이오뱅크 연구 분석 플랫폼의 자격을 갖춘 세계 모든 연구자에게 제공

   - 이 데이터들을 통해 임상적으로 중요한 염기서열 변이들을 쉽게 식별 가능

   ※ 연구 데이터는 https://decaf.decode.com를 통해 분석 가능

■ 그간의 연구에서 인종 불균형을 지적하고 앞으로 인종적으로 균형 잡힌 시퀀싱 코호트를 만들 것을 언급

 ○ 총 3개의 유전적 조상을 가진 코호트를 발견하였으며, 그중 85%가 영국 제도에 조상을 둔 것으로 추적

   - 그 외 아프리카와 남아시아로 추적되는 그룹을 발견하였으며, 이 연구가 현재까지 진행된 아프리카 및 남아시아의 가장 큰 규모의 전체 게놈 서열 분석으로 전 세계적으로 한 인종에 치우쳐진 게놈 분석 단점의 지적

   - 인종 불균형은 사회적 및 과학적 관점 모두 불행한 결과를 낳을 수 있으며, 향후 균형 잡힌 시퀀싱 코호트를 구축하도록 노력할 것을 언급

...................(계속)

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