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핵심내용

유방암 전장 유전체 해독, 정밀의료 실현에 한 발짝

- 한양대학교 공구 교수팀, 해외 공동 연구를 통해 세계 최대 규모 유방암 유전체 분석
- 유방암 유전적 변이를 종합적으로 이해할 수 있는 기반 마련
- 보건복지부 지원으로 연구 수행, 세계 최고 권위 저널 ‘네이처’에 게재

□ 보건복지부(장관 정진엽)는 국내 연구진이 해외 연구진과 공동연구를 통해 세계 최대 규모의 유방암 환자 전장유전체(全長遺傳體, 전체 유전자 염기서열)를 분석하고, 그 결과를 세계적 과학저널인 ”네이처(Nature)“에 발표한다고 밝혔다.

  ○ 이번 연구는 보건복지부, 영국 웰컴트러스트 재단 및 국제 암 유전체 컨소시엄의 지원을 받아 한양대학교 의과대학 공구 교수팀과 영국 생어연구소 Stratton 박사팀의 공동 주도 하에 12개국* 48개 기관이 참여하였고, 5월 3일 네이처 온라인판에 게재되었다.
    * 한국, 미국, 영국, 호주, 싱가폴, 프랑스, 이탈리아, 네덜란드, 스웨덴, 벨기에, 노르웨이, 아이슬랜드

※ 게재 논문 정보

- 저널명 : Nature(IF 41.456)
- 논문명 : The somatic genetics of breast cancer revealed by 560 whole genome sequences
- 저자정보 : (제1저자) Serena Nik-Zainal (영국 생어연구소)
            (교신저자) 공 구(한양대학교 의과대학), Serena Nik-Zainal(영국 생어연구소)
                      Mike Stratton (영국 생어연구소), Alain Viari (프랑스 인리아연구소)

□ 암을 일으키는 유전적 변이는 환자별로 다양하기 때문에 암 발생기전을 종합적으로 이해하기 위해서는 많은 수의 환자 사례를 분석하는 것이 필수적이다.

  ○ 금번 연구는 국내외 유방암 환자 560명의 전장유전체를 분석하여 유방암 발생과 관련된 주요 유전자 93개를 확인하였고, 암을 유발하는 1,628개의 유전적 변이를 밝혀냄에 따라,

  ○ 국내외 암 연구자들에게 활용가치가 매우 높은 유방암 유발 유전자 변이 지도를 제공하고, 맞춤형 암치료 기술개발을 촉진할 수 있다는 점에서 의미가 크다.

□ 연구팀은 93개의 유방암 유발 유전자 중 특별히 10개 유전자에 유전적 변이가 집중되고 있음을 발견하였으며(전체 변이의 62%, 그림 1 참조),

  ○ 유방암 발생에 큰 영향을 주지는 않지만 단백질 비부호화 영역*에서도 높은 빈도의 유전적 변이를 발견했다고 밝혔다.
    * 단백질 비부호화 영역(Protein non-coding region) : 유전체 중 단백질로 발현되지 않는 영역으로 전체 유전체의 약 95%를 차지. 전장유전체 해독을 통해서만 확인 가능.

  ○ 또한 암 유전체의 변이 특성 분석을 통해 12개의 치환변이(DNA 염기가 다른 염기로 치환되는 변이)와 6개의 구조변이(유전체의 특정 영역이 구조적으로 바뀌는 변이)를 발견하였으며, 이 중 유전적 변이 발생시 원상복구하는 기능(DNA 수복기전)과 관련된 유전자와 APOBEC 탈아민화효소* 유전자의 변이가 유방암에 특이적인 유전적 변이 특성을 만드는데 큰 영향을 미친다는 것을 확인하였다.
    * 바이러스의 DNA와 RNA에 변화를 만들어 바이러스 감염을 억제하는 효소로, 이 유전자에 변이가 있을 경우 암 발병 가능성이 높음

□ 이번 연구는 세계 최대 규모의 암유전체 분석연구로서 보건복지부의 지원(‘11∼’12년 총 66억원)으로 진행되었으며,

  ○ 연구를 이끈 공구 교수는 “유방암 발암기전을 종합적으로 이해할 수 있는 백과사전을 준비한 것”이라며, “다양한 종류의 유방암에 대한 발암 기전과 치료 기술을 연구하는 데 기초자료로 활용되어, 정밀의료를 실현하는데 활용가치가 높을 것”이라고 연구 성과의 의의를 밝혔다.

  ○ 현재 공구 교수 연구팀은 난치성 유방암에 대한 동서양 유전체 및 발암기전 차이를 규명하기 위한 연구를 추가로 진행하고 있다.

상세내용

연구결과 개요

□ 연구배경
암은 발암물질, 자외선, 흡연 혹은 우연 등으로 인한 유전변이의 누적으로 유전체(genome)에 변화가 생기고, 정상적인 세포주기에서 벗어나 무한히 증식함으로써 발병한다. 어떤 유전변이가 암을 만드는지에 대한 연구가 다각도로 진행되고 있으며, 변이된 유전체 전체 서열을 분석함으로써 그 종합적인 발암 기전을 이해하는 기초자료로 사용할 수 있다. 2001년 인간 유전체 프로젝트 (Human genome project)로 인간 유전체의 초안이 발표된 이후, 다양한 생물종, 인종, 개인의 전장유전체가 해독되고 있으며, 이를 통해 생명현상의 종합적 이해가 넓어지고 있다. 암을 이해하고 치료하기 위해 암 전장유전체 해독에 대한 필요가 계속되고 있지만, 암은 다양하기 때문에 다수의 사례를 확인하지 않고서는 그 의미가 크지 않다.

□ 연구내용
본 연구에서는 국내외 유방암 560 사례에서 유방암 조직과 정상조직을 각각 전장유전체 해독함으로써 어떤 유전변이들이 암 발병에 기여하는지 종합적으로 분석했다. 93개의 유방암 발병 유전자를 확정하고, 여기에서 발견되는 1,628개의 유전변이를 확인했다. 특히 다양한 유전변이의 특징을 기계학습 알고리즘(NMF, Non-negative matrix factorization)으로 구분하는 변이 패턴(mutational signature) 분석을 통해 유방암에서의 다양한 유전변이 패턴을 규명했다. 12개의 치환변이 패턴과 6개의 구조변이 패턴을 확인했으며, 이에 따르면, BRCA1, BRCA2 등 DNA 수복기전의 유전자와 APOBEC 단백질 관련 변이가 전반적으로 큰 패턴의 차이를 만든다.

□ 기대효과
본 연구 결과는 유방암 발암 기전을 종합적으로 이해하기 위한 백과사전이 될 것이며, 치료 방안을 연구하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있다.

연구성과 문답

...................(계속)

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