인간의 뇌. 나이가 들면서 뇌세포 유전체 속에 돌연변이가 발생하고 이로 인해 알츠하이머가 생길 수 있는 것으로 나타났다. [로이터=연합뉴스]

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나이 들어가는 중에 생기는 뇌 세포 돌연변이가 치매를 일으키는 원인 중의 하나로 밝혀졌다.

KAIST는 16일 의과학대학원 이정호 교수와 한국과학기술정보연구원(KISTI) 국가슈퍼컴퓨팅본부 유석종 박사 공동 연구팀이 노화 과정에서 발생하는 후천적 뇌 돌연변이가 알츠하이머병의 새 원인이 될 수 있다는 이론을 제시했다고 밝혔다.

알츠하이머병은 노인성 치매 중 가장 흔한 원인이다. 더군다나 전 세계 국내총생산(GDP)의 1%를 차지할 정도로 사회ㆍ경제적 소모 비용이 큰 질환이다. 하지만 여전히 알츠하이머병을 일으키는 구체적 원인이 명확하게 밝혀지지 않고 있다.

연구팀은 52명의 알츠하이머병 환자에게 얻은 사후 뇌 조직에서 전장 엑솜 유전체 데이터 분석을 통해 알츠하이머병에 존재하는 뇌 체성 유전변이를 찾아냈다. 또 뇌 체성 돌연변이가 알츠하이머병의 중요 원인으로 알려진 신경섬유다발 형성을 비정상적으로 증가시킨다는 사실을 확인했다.

기존의 알츠하이머병 유전체 연구는 주로 환자의 말초 조직인 혈액에서 전장유전체 연관분석(Genome-wide association study)을 하거나, 이미 가족력이 있는 환자에서 발견된 일부 유전자들에 대한 유전자 패널 분석 등이 주를 이루었다.

연구팀은 알츠하이머병 환자들의 내후각 피질에서 신경섬유다발이 공통으로 나타나는 현상에 주목했다. 연구팀은 알츠하이머병 환자와 정상인의 해마 형성체 부위를 레이저 현미 해부법을 통해 정밀하게 오려냈다. 또 저빈도의 체성 유전변이(Somatic mutation)를 정확하게 찾아내기 위해 대용량 고심도 엑솜 시퀀싱 데이터를 생성하고, 저빈도 체성 유전변이 분석에 특화된 분석 파이프라인을 독자적으로 구축했다.

이런 새 방법론을 통해 실제로 알츠하이머병 환자의 뇌에 체성 유전변이가 실제로 존재함을 체계적으로 규명함과 동시에 체성 유전변이의 누적속도와 신경섬유다발 형성의 관련성도 함께 밝혀냈다.

KISTI 유석종 박사는 “이번 발견은 알츠하이머병의 발병에 체성 유전변이가 주요한 역할을 할 수 있음을 강력하게 시사하는 것”이라며 “알츠하이머병 유전체 연구에 대한 새로운 틀을 제시함과 동시에 향후 다른 신경퇴행성뇌질환의 연구에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 KAIST 교원 창업 기업, 소바젠을 통해 알츠하이머 질환의 진단과 치료제 개발에도 나설 예정이다.

이번 연구는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션 7월 12일자 온라인판에 실렸다.

최준호 기자 joonho@joongang.co.kr

■ 엠솜 (Exome)

진유전체라고도 한다. 지놈(유전체)의 영역 중에서 엑손(Exonㆍ진유전자) 영역의 총합을 일컫는 말이다. 진핵생물의 유전자 가운데 최종 단백질 산물을 만들어 내는 부분이다. 엑솜은 전체 유전체 길이의 약 1%에 불과하지만, 단백질 서열을 결정하는 코딩 부위를 포함하고 있어 유전체 연구에서 차지하는 중요성은 매우 크다.

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