돌연변이 유전자가 대장암 만드는 과정 찾아냈다

구글에서 서울신문 먼저 보기

한국인의 식생활이 동물성 지방을 많이 섭취하고 야채 같은 섬유소 섭취가 부족하면서 대장암 발병률이 점점 높아지고 있다. 실제로 세계보건기구(WHO)에 따르면 한국 대장암 환자수는 인구 10만명당 45명으로 아시아 평균인 13.7명보다 3배나 더 많다.

왼쪽위부터 시계방향으로 이종훈 연구원(박사과정), 공정렬 연구원(박사과정), 조광현 교수, 신동관 연구교수
카이스트 제공

대장암은 암이 진행됨에 따라 주변에 있는 장기로 전이될 가능성이 높아 초기에 발견하지 않는다면 다른 암에 비해 생존율이 높지 않다. 대장암의 발병원인은 환경적 요인과 유전적 요인이 복합적으로 작용하는 것으로 알려져 있지만 정확한 발병원인을 알 수 없기 때문에 표적 치료가 쉽지 않다.

국내 연구진이 대장암 발병 과정에서 생기는 유전자간 네트워킹 과정을 밝혀내 새로운 개념의 항암제를 개발하는데 도움이 될 것으로 예상된다.

카이스트 바이오 및 뇌공학과 조광현 교수팀은 대장암을 유발시키는 돌연변이 유전자와 돌연변이 유전자가 암으로 진행되는 과정을 밝혀내는데 성공하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 발표했다.

돌연변이 유전자는 해당 유전자의 기능에만 영향을 미치는 것이 아니라 그 유전자와 상호작용하는 다른 유전자에도 영햐을 미친다. 이런 유전자 네트워크를 무시하고 특정 유전자만 치료하거나 고치는 치료는 일부에만 효과가 있거나 약물 내성을 일으키기 쉽다.

연구팀은 대장암 환자의 대규모 유전체 데이터를 이용해 유전자 상호작용 네트워크에서 나타나는 다중 돌연변이가 미치는 영향에 대한 수학 모델을 만들었다. 이번에 활용한 유전체 데이터는 국제암유전체컨소시엄이 갖고 있는 빅데이터를 활용했다.

유전자 돌연변이들이 모여 암으로 발전하고 확산되는 것을 수학적 모델링으로 풀어낸 것
카이스트 제공

연구팀은 이 빅데이터를 이용해 대규모 컴퓨터 시뮬레이션 분석으로 암 발생 과정에서 나타나는 전이현상을 밝혀내 돌연변이 유전자간 상호관계를 최초로 규명하는데 성공했다.

이번에 개발한 수학모델을 활용하면 암 환자에게 흔히 발생하는 유전자 돌연변이의 영향을 가장 효과적으로 막을 수 있는 새로운 항암 표적 약물을 개발하는 것은 물론 다른 부위로 어떻게 전이되는지에 대해서도 예측이 가능할 것으로 보인다.

조광현 교수는 “지금까지는 돌연변이 유전자들이 어떻게 암을 유발시키는지에 대해 정확히 알려진 바가 없다”며 “이번 연구는 시스템 생물학 기법으로 암세포 발달 과정에서 나타나는 유전자 네트워크 원리를 최초로 밝혀내 새로운 차원의 항암제를 개발하는데 도움을 줄 것”이라고 말했다.

유용하 기자