부처연구성과
발달장애, 지적장애 원인유전자 규명
- 등록일2020-07-29
- 조회수4207
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성과명
발달장애, 지적장애 원인유전자 규명
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연구자명
이유리, 김철희
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연구기관
충남대학교
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사업명
바이오의료기술개발사업, 연구소재지원사업
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지원기관
과학기술정보통신부
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보도자료발간일
2020-07-29
- 원문링크
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키워드
#발달장애 #지적장애 #원인유전자
- 첨부파일
1 20200728 화요일 조간 충남대 김철희.hwp
핵심내용
발달장애, 지적장애 원인유전자 규명
- 암필드증후군 환자유전체 빅데이터 및 유전자가위 활용 -
□ 한국연구재단(이사장 노정혜)은 김철희 교수(충남대학교) 연구팀 등 국제공동연구팀이 발달장애, 지적장애의 새로운 원인유전자를 찾아냈다고 밝혔다.
○ 자폐증을 비롯한 정신질환과 관련하여 최근 환자유전체 빅데이터 활용 및 유전자가위 기술 등의 발전으로 활발한 연구가 이뤄지고 있다.
□ 연구팀은 발달장애와 지적장애를 동반할 수 있는 암필드증후군(Armfield syndrome) 가계의 유전체 빅데이터 분석을 통하여 원인유전자(FAM50A)를 발굴해 냈다.
○ 나아가 발굴된 후보유전자를 제브라피쉬 모델동물 및 유전자가위기술을 이용하여 질환모델링에 성공하였다.
□ 전사체, 단백체 등 추가적인 빅데이터 분석을 통하여 질환 원인유전자의 작용원리를 분자수준에서 규명함으로써 관련 질환의 조기분자진단을 위한 바이오마커로서의 활용이 기대된다.
□ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오의료기술개발사업_연구소재지원사업(질환모델링제브라피쉬은행)의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 생명과학 분야 국제학술지 네이처커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 7월 23일 게재되었다.
○ 한편 연구소재 분양신청은 국가지정 질환모델링제브라피쉬은행을 통해 가능하다.
상세내용
주요내용 설명
< 논문명, 저자정보 >
논문명
Mutations in FAM50A suggest that Armfield XLID syndrome is a spliceosomopathy
저자
김철희 교수(교신저자/충남대학교), 이유리 박사(제1저자/충남대학교)
< 연구의 주요내용 >
○ 자폐증을 비롯한 원인불명, 치료부재의 정신질환 연구는 세계적으로도 과학적인 접근이 어려운 분야였지만, 최근 환자유전체 빅데이터 활용 및 유전자가위기술과 같은 생명과학기술의 혁명적인 발전으로 인하여, 이제서야 질병의 원인들이 조금씩 밝혀지고 있는 실정이다.
○ 유전자분석기술은 비용 면에서, 지난 20여 년간 100만배 이상의 발전을 거듭하고 있으며, 특히 정신질환과 같은 희귀질환 환자들을 대상으로 한 세계적인 게놈 연구는 수 만 명, 수 십 만 명을 대상으로 하고 있으며, 최근 어마어마한 양(빅 데이터)의 환자유전체 정보가 쏟아지고 있다.
○ 정신질환 발병의 원인이 되는 후보유전자들에 대한 검증을 위해서는 쉽고, 빠르고, 경제적인 모델동물이 필요하며, 척추동물인 제브라피쉬가 첨단의 유전자가위와 접목하여, 질환모델링 연구가 가속화 되고 있다.
○ 질병의 원인유전자 발굴은, 관련 질환의 분자진단기술 개발을 위한 바이오마커 제공 및 치료제 신약개발의 신규 분자표적을 제시하는 원천기술로서 최근 세계적 수준의 바이오산업화의 핵심이 되고 있다.
2. 연구내용
○ X-염색체 연관 지적장애(XLID) 환자 연구는 미국 그린우드유전학센터의 슈왈츠 박사를 비롯한 국제공동연구로 시작했으며, 해당 환자 가계는 1999년 처음으로 보고되었고, 최근에서야 환자유전체 빅데이터의 활용이 가능해져서 후보유전자가 추정이 가능해졌고, 본 연구에서는 손쉬운 척추동물모델인 제브라피쉬 및 최첨단 유전자가위기술을 적용하여 분자기전까지 규명하였으며, 이번 연구성과는 환자 보고에서부터 원인유전자 발견 및 검증까지 전체 25년간 연구노력의 산물이다.
* X-염색체 연관 지적장애(XLID, X-linked Intellectual disability) : 자폐증, 지적장애 등과 같은 정신질환이 여아에 비하여 남자아이들의 발병율이 5배나 많으며, 이는 x-염색체에 존재하는 유전자들이 지적장애의 원인이 되는 경우가 많음.
○ 자폐증의 주요원인이기도 한 발달장애, 지적장애를 동반하는 암필드 증후군(Armfield syndrome)은 4세대에 걸친 오랜 기간 동안의 가계도 분석, 유전자 지도 작성 및 환자유전체 빅데이터 분석을 통하여 최근에서야 질환 원인의 후보유전자로 FAM50A을 선정하게 되었다.
○ 후보유전자(FAM50A)에 대한 생명과학적인 검증을 위하여, 유전자가위 기술을 이용한 녹아웃 제브라피쉬 질환모델동물의 확립 및 표현형 분석, 유전자 발현을 통한 환자변이체 생체기능분석, 추가적으로 전사체 분석(RNA seq), 단백체 등 총체적인 오믹스(omics) 분석을 통하여 FAM50A이 지적장애의 새로운 원인유전자임을 최종적으로 규명하였다.
○ 발달장애, 지적장애의 새로운 원인유전자를 규명하였으며, RNA 스플라이싱 (splicing)에 관여하는 인자가 정신질환 발병의 원인이 될 수 있다는 스플라이세오솜병증(spliceosomopathy)이라는 새로운 원리 및 개념을 제시 하게 되었다.
○ 발달장애, 지적장애 연구분야에서 새로운 돌파구를 제시할 수 있는 이번 연구성과는 단기적으로는 조기분자진단을 위한 바이오마커로서의 직접적인 활용이 가능하며, 중장기적으로는 질환모델링을 통한 치료제 개발을 위한 원천기술로서 활용이 가능할 것으로 기대된다.
연구 이야기
□ 연구 전개 과정에 대한 소개
□ 연구하면서 어려웠던 점이나 장애요소는 무엇인지? 어떻게 극복(해결)하였는지?
□ 이번 성과, 무엇이 다른가?
□ 꼭 이루고 싶은 목표나 후속 연구계획은?
□ 기타 특별한 에피소드가 있었다면?
...................(계속)
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