김태민 가톨릭대 의대 암진화연구센터 교수

김태민 가톨릭대 의대 암진화연구센터 교수는 차세대 시퀀싱(Next Generation Sequencing, NGS) 기술을 이용한 종양유전체 분석을 통해 대장암 및 자궁내막암에서 자주 나타나는 ‘미세부수체 불안정성(microsatellite instability, 현미부수체 불안정성)’의 유전체내 분포 특성과 이같은 돌연변이가 반복적으로 발생하는 유전자마커(표지자)를 규명했다고 13일 밝혔다. 이번 연구에는 피터 박(Peter J Park) 미국 하버드대 생체의학정보센터(Center for Biomedical Informatics, CBMI) 교수가 동참했다.

미세부수체(microsatellite)는 짧은 DNA 서열이 반복돼 나타나는 유전체 구성요소로 인간유전체의 5% 정도를 차지하고 있다. 반복서열의 길이가 사람에 따라 다르기 때문에 개인식별 등의 유전 마커로 활용된다. 대장암, 자궁내막암, 위암, 난소암 등에서 DNA 수리기전에 문제가 발생한 경우 반복서열 길이가 고정되지 않고 다양하게 나타나는 미세부수체 불안정성이 나타나게 된다. 암 관련 유전자 내부에 이같은 돌연변이가 발생하는 경우 해당 유전자의 기능이 불활성화되면서 암을 유발할 수 있다. 지금까지 돌연변이 여부를 판별할 수 있는 유전자마커의 수가 많지 않아 진단 및 맞춤치료에 활용하는 데 많은 제한이 있었다.

차세대 시퀀싱은 기존 DNA 염기서열 분석법보다 한단계 발전한 것으로 대용량 염기서열 정보를 더욱 쉽게 분석할 수 있다. 의학계는 이 기술의 발달 및 일반화로 개인 유전체정보를 파악할 수 있다면 맞춤치료의 실현가능성이 높아질 것으로 기대하고 있다.

김 교수팀은 차세대 시퀀싱기술을 이용해 800만개에 달하는 유전체 미세부수체에서 환자별로 돌연변이 여부를 발견할 수 있는 생물전산학적 방법을 발견했다. 이를 전세계 최대 규모의 암연구 프로젝트인 TCGA(The Cancer Genome Atlas)로부터 제공받은 대장암 및 자궁내막암 환자 300명의 유전체정보에 적용한 결과 기존에 알려진 점돌연변이(Point Mutation)나 염색체 구조이상 외에 암을 유발하는 새로운 돌연변이 형태를 규명할 수 있었다.

이번 연구결과는 대장암 및 자궁내막암뿐만 아니라 미세부수체 불안정성이 자주 발생하는 위암이나 난소암 등의 유전체 분석에도 활용할 수 있어 암 맞춤치료를 실현하는 데 필요한 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다. 김 교수팀은 또 전장유전체(Whole genome) 규모의 미세부수체 불안정성을 연관 분석함으로써 새로운 형태의 돌연변이가 기존과는 다른 분포양상을 보인다는 사실을 최초로 밝혀냈다.

김 교수는 “미세부수체 불안정성이라는 특이한 돌연변이를 암환자의 유전체 내에서 전수조사 규모로 발굴해낼 수 있는 방법을 세계 최초로 제시한 것”이라고 의미를 밝힌 뒤 “이러한 돌연변이가 흔히 발생하는 유전자는 대장암과 자궁내막암에서 다르게 나타났으며 돌연변이의 이러한 종양 혹은 개인특이성은 환자별 암 맞춤치료를 위한 마커 개발에 중요한 단서를 제공할 것”이라고 연구를 평가했다. 이번 연구결과는 세계적 학술지인 ‘세포(Cell)’ 온라인판 11월호에 게재됐다.