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KAIST·서울의대, 암유전체 빅데이터 분석 통해 융합유전자 구조 규명

[아시아경제 김철현 기자] 흡연과 무관한 환경에서도 융합유전자로 인해 폐 선암이 발생할 수 있다는 사실이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다. 비흡연자의 폐암 발생 원인 규명과 더불어 정밀치료 시스템을 구축하는 데 기여할 것으로 기대된다.

카이스트(KAIST·총장 신성철)는 의과학대학원 주영석 교수팀이 서울대학교 의과대학 흉부외과 김영태 교수팀과 공동 연구를 통해 폐암을 일으키는 융합유전자 유전체 돌연변이의 생성 원리를 규명했다고 31일 밝혔다. 이번 연구는 국제 학술지 '셀' 온라인판에 이날 게재됐다.

흡연은 폐 선암의 가장 큰 발병 인자로 알려졌지만 암 융합유전자 돌연변이에 의한 암 발생은 대부분 비흡연자에게서 발견된다. 융합유전자로 인한 환자는 전체 폐 선암 환자의 10% 정도를 차지하고 있지만 이 돌연변이의 생성과정에 대해서는 알려진 것이 거의 없었다.

이에 연구팀은 유전자를 총망라해 분석하는 '전장 유전체 서열분석 기법'을 대규모로 적용했다. 138개의 폐 선암 사례의 전장 유전체 서열 데이터를 분석해 암세포에 존재하는 다양한 양상의 유전체 돌연변이를 찾아냈다. 특히 흡연과 무관한 폐암의 직접적 원인인 융합유전자를 생성하는 유전체 구조 변이의 특성을 집중적으로 분석했다.

그 결과 70% 이상의 융합유전자가 복잡 구조 돌연변이에 의해 생성됨을 확인했다. 또한 연구팀은 정밀 유전체 분석을 통해 복잡 구조 돌연변이가 폐암이 진단되기 수십 년 전의 어린 나이에도 이미 발생할 수 있다는 사실을 발견했다. 지질학의 연대 측정과 비슷한 원리로 특정 구조 변이의 발생 시점을 통계적으로 추정할 수 있는 기술을 통해 융합유전자 발생은 폐암을 진단받기 수십 년 전, 심지어는 10대 이전의 유년기에도 발생할 수 있다는 사실을 확인한 것이다.

이는 암을 일으키는 융합유전자 돌연변이가 흡연과 큰 관련 없이 정상 세포에서 발생할 수 있음을 명확히 보여주는 사례이며 단일 세포가 암 발생 돌연변이를 획득한 후에도 실제 암세포로 발현되기 위해서는 추가적인 요인들이 오랜 기간 누적될 필요가 있음을 뜻한다고 연구진은 설명했다.

이번 연구 성과는 흡연과 무관한 폐암 발생 과정에 대한 지식을 한 단계 확장한 것으로 평가 받고 있다. 향후 폐암의 예방, 선별검사 정밀치료 시스템 구축에 기여할 수 있을 것으로 전망된다. 또 연구팀은 한국과학기술정보연구원의 슈퍼컴퓨터 5호기 누리온 시스템을 통해 유전체 빅데이터의 정밀 분석을 수행했다. 슈퍼컴퓨터 5호기는 향후 타 유전체 빅데이터 연구자들에게도 활용 가능할 것으로 보인다. 주 교수는 "암유전체 전장서열 빅데이터를 통해 폐암을 발생시키는 첫 돌연변이의 양상을 규명했다"며 "정상 폐 세포에서 흡연과 무관하게 이들 복잡 구조변이를 일으키는 분자 기전의 이해가 다음 연구의 핵심이 될 것"이라고 했다.

김철현 기자 [email protected]

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