건국대학교 동물생명과학대학 출신 과학자가 지적장애를 일으키는 유전자 변형을 새로 규명하고 그 조절기전을 처음으로 밝혀내 과학계의 주목을 받고 있다.
건국대 동물생명과학대학 동물생명공학과(현 줄기세포재생생물학과) 학부와 건국대 의생명과학과 석박사 통합과정(지도교수:조쌍구) 출신인 김정현 박사는 미국 남앨라바마 대학교(University of South Alabama) 미첼 암 연구소(Mitchell Cancer Institute, 안은영 교수)에서 박사 후 연구원으로 근무하면서, 지적장애 (intellectual disability)와 발달장애 (developmental delay)를 일으키는 유전자 변이를 새롭게 찾아내고 이와 관련한 조절기작을 규명했다.
김 박사가 제 1저자로 참여한 이번 연구 논문(제목: De Novo Mutations in SON Disrupt RNA Splicing of Genes Essential for Brain Development and Metabolism, Causing an Intellectual-Disability Syndrome)은 유전학 분야의 세계적 학술지인 미국유전학회 저널(The American Journal of Human Genetics) (IF: 10.794) 최근호(8월 18일자) 온라인에 게재됐으며, 국가지정 생물학연구정보센터(포항공대 생물학연구정보센터: BRIC)의 ‘한국을 빛낸 사람들’에 소개됐다. 지적장애 (intellectual disability), 이와 관련된 발달장애 (developmental delay)는 원인 파악 및 진단의 어려움 때문에 지금까지 많은 과학자들의 연구대상이 되고 있다. 다양한 유전자 분석 방법의 개발 및 발전에 의해서 많은 원인 유전자들 및 관련 조절 기작이 밝혀지고 있지만 이를 통한 관련연구의 한계 및 또다른 원인유전자의 연구에 대한 중요성도 계속 논의되고 있는 것이 현실이다.
김 박사가 연구하고 있는 미국 남앨라바마대 미췔암연구소는 미국, 네덜란드, 독일, 프랑스, 오스트리아 등의 연구소와 함께 지적장애와 연관이 있는 유전자의 변형을 찾던 중 20명의 환자에서 공통적으로 RNA 접합(splicing)에 중요하게 작용하는 ‘SON 유전자’의 변형을 찾아냈다.
이 유전자의 변형은 부모에게서는 발견되지 않은 특징을 보였으며, 이들 환자에게서는 지적장애라는 공통점 외에 뇌발달장애, 척추와 관절 기형, 시력장애, 안면기형, 발작 등 발달 및 신경장애도 동반하는 특이점을 보였다.
연구팀은 이번 연구에서 발견된 모든 변형이 흥미롭게도 모두 ‘기능상실변이’(loss of function; LoF)’ 로 SON 단백질의 발현을 감소시킨다는 사실을 확인했다.
또 동시에 SON에 의해 조절되는 뇌발달(Brain development)과 대사작용(Metabolism) 관련 유전자들의 발현이 RNA 접합 이상(splicing defect)을 통해 감소된다는 것을 환자샘플을 이용, 확인해 연구의 중요성을 높였다.
이번 공동연구를 총괄한 미췔암연구소 안은영 교수(교신저자)는 “세계 각국에 있는20명의 지적장애환자에서 특이적으로 SON의 기능상실변이가 발견된 점, 이와 관련된 현상이 제브라피쉬 (zebrafish)모델을 이용해서도 확인이 되었다는 점, 그리고 SON 유전자 변이가 어떤 메카니즘을 통해 환자에서 나타나는 장애를 일으키게 되는지를 분자학적으로 처음 밝혀내었다는 점이 연구의 중요성을 시사한다”고 말했다.
이 연구의 제1저자인 김정현 박사의 박사과정 지도교수인 건국대 줄기세포재생생물학과 조쌍구 교수는 “SON의 변형 진단을 많은 지적장애 환자의 원인을 규명하는데 사용할 수 있을 것으로 보이며, 또한 이 유전자 변이에 의한 환자의 증상이 자폐증 등 다른 뇌질환의 증상과 유사한 점이 많아 관련 후속 연구 결과가 주목된다”며 앞으로의 연구 발전 가능성을 시사했다.
