새로운 자폐증 유전자 발견

국내 연구진이 자폐증에 관여하는 새로운 신경계 유전자를 발견했다.
김철희 충남대 교수와 신희섭 기초과학연구원(IBS) 단장 공동 연구진은 동물 실험 및 환자 유전체 빅데이터 분석을 이용해 2006년 발견한 '삼돌이' 유전자가 자폐증에 관여함을 발견했다고 1월 31일 밝혔다.
연구진은 1997년 일본 오사카대와 신경계 사이토카인 탐색 공동연구를 시작해 지난 2006년 발견한 새로운 사이토카인 유전자의 이름을 삼돌이로 명명했다. 사이토카인이란 세포가 분비하는 단백질로 다른 세포나 자신의 활성화에 영향을 미치는 단백질을 의미한다. 면역계에 작용하는 '인터루킨-6'가 대표적이다.
연구진이 처음부터 자폐증 관련 유전자를 찾으려 했던 것은 아니다. 신경계에 영향을 미치는 사이토카인 삼돌이를 찾은 뒤에는 김진수 IBS 유전자교정체연구단장과 함께 삼돌이 유전자가 억제된 쥐와 제브라피쉬 등을 만들었다. 이 기술에는 유전자 가위가 적용됐다. 2009년에는 미국 하버드대와 공동 연구를 통해 삼돌이 유전자의 기능 파악을 시작했다. 김철희 교수는 "2012년도에 삼돌이가 자폐증 등에 영향을 미칠 것이라는 판단을 한 뒤에는 관련 유전자에 이상이 있는 사람이나 자폐증 환자의 유전체를 비교분석했다"며 "삼돌이가 자폐증에 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다"고 설명했다. 신경계에 영향을 미치는 사이토카인을 찾는데 10년, 기능 규명에 10년이 걸린 셈이다.
연구진에 따르면 신규 사이토카인인 삼돌이는 뇌와 신경조직에서만 발현됐다. 삼돌이가 억제된 제브라피쉬와 쥐는 발육에 큰 문제가 없었지만 불안 행동 실험, 고소공포증 실험 등에서 감정조절에 이상이 생김을 확인했다. 김철희 교수는 "3만 2000여명의 정신질환 환자들을 대상으로 한 유전체 연구 및 빅데이터 분석 결과 삼돌이가 자폐증의 새로운 원인 유전자임을 밝혀냈다"고 말했다.
연구진은 삼돌이의 발견과 기능 규명이 향후 유전체 분자진단용 바이오마커 및 신경계 신약개발을 위한 새로운 타겟으로 경제적 파급 효과도 클 것으로 기대하고 있다. 현재 국내 바이오산업은 바이오시밀러가 이끌고 있다. 바이오시밀러의 원천기술은 질병 관련 신규 분자타겟의 발견, 특히 대부분 사이토카인을 시발점으로 하고 있다.
특히 자폐증의 원인은 매우 복합적이나 크게 유전적 요인(83%이상)과 환경적 요인이 관여할 것으로 알려져왔다. 자폐증, 자폐 스펙트럼 장애(ASD)는 사회적 소통에 어려움을 겪는 다양한 장애를 통칭하는 말로 자폐성 장애, 아스퍼거증후군, 서번트 증후군, 지적장애, 전반적 발달장애 등을 포함한다. 김철희 교수는 "이번 연구는 새로운 신경계 사이토카인의 발견과 함께 유전자가위 기술, 환자 유전체 빅데이터 등을 활용하여 자폐증을 유발하는 유전자를 규명한 것"이라며 "향후 우울증, 주의력 결핍 과잉행동장애(ADHD), 외상 후 스트레스 장애, 조울증 등 정신질환 신약 개발의 분자 타깃으로 활용할 수 있을 것"으로 전망했다. 연구결과는 국제학술지 '국립과학원회보' 최신호에 게재됐다.
[원호섭 기자]