과기정통부 기초연구사업(중견연구)의 지원으로 수행한 이번 연구 성과는 국제학술지'네이처(Nature)'에 3월 27일(현지시간 3월 26일 16시, 그리니치평균시'GMT') 게재됐다.

척추이분증은 임신 중 태아의 신경관이 완전히 닫히지 않아 생기는 선천적인 질환으로서 선천성 신경관 결손 장애의 종류 중 하나이며, 증상이 심한 경우 태어날 때부터 척수 수막류가 나타나고 보행장애, 감각 이상 등 심각한 증상을 동반한다.

이 질환은 신생아 3,000명 중 1명에 달하는 높은 발생률을 보이는 만큼 그동안 연구자들은 척추이분증을 가진 환자들이 가지고 있는 특정한 유전자 돌연변이가 발병에 영향을 줄 것이라고 추측해왔다.

그러나 보통의 유전 질환과는 달리 척추이분증의 경우, 핵심 유전자를 찾는 일이 오랫동안 난제로 남아 있었는데, 동물 실험에서 몇몇 유전자가 밝혀지기도 했지만, 인간에게는 발견되지 않았었다.

게다가 환경적인 요인까지 영향을 미치는 복합 질환의 특성상, 일반적인 접근 방법으로는 해결이 어려워 임신부의 엽산 섭취 이외에는 특별한 예방법이 사실상 없는 형편이다.

김상우 교수팀은 먼저 부모로부터 유전되지 않고 자식에게서만 새롭게 나타나는 드노보(De novo) 돌연변이에 초점을 두고, 미국 캘리포니아 대학 연구진과 협업하여, 전 세계 851명의 척추이분증 환자와 가족 2,451명을 대상으로 유전자 분석을 시작했다.

분석한 결과, 척추이분증의 원인은 하나의 유전자가 아닌 수백 개의 유전자들이 서로 밀접하게 영향을 준다는 사실을 발견했고, 이들이 어떤 생물학적 기능을 하는지에 주목하고 연구를 이어 나갔다.

마침내 연구팀은 척추이분증 발생에 직접적인 원인이 되는 유전자 돌연변이 특성을 인간에게서 처음으로 확인했다. 이러한 유전자는 주로 세포의 구조유지, 신경세포 신호전달, 염색질 변형과 관련된 기능을 하는 유전자로 연구팀은 동물모형 실험을 통해 검출한 유전자 돌연변이가 신경관 결손 과정에 미치는 영향을 확인하는 데에도 성공했다.

이번 연구 결과는 연구팀이 ’19년부터 중견연구를 수행하면서 지속적으로 다루었던 돌연변이 검출에 대한 축적된 연구 역량을 ‘척추이분증 원인 규명’이라는 확장된 연구 주제에 적용하면서 비롯된 것이어서 더욱 의미가 크다.

김상우 교수는 “이번 연구성과는 향후 진단 기술 개발에 중요한 단서를 제공할 것”이라며, “신경관 결손 질환에 대한 예방법 개발뿐 아니라, 자폐증과 같이 유전적 돌연변이와 환경적 요인이 함께 작용하는 복합질환 연구에도 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

[뉴스출처 : 과학기술정보통신부]