"방법 없다"는 우영우의 자폐증, 치료 희망 생겼다

카이스트 연구팀, 한국인 집단 유전체 분석 통해 원인 밝혀내
"아시아 최초 발견, 새로운 치료법 발견 계기 될 것"

[아시아경제 김봉수 기자] 최근 드라마 '이상한 변호사 우영우'의 인기로 자폐증에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데, 한국 연구진이 자폐증의 근본원인을 규명해 내 치료의 가능성을 높이는 획기적 연구 결과를 내놨다.

한국과학기술원(KAIST)은 이정호 의과학대학원 교수와 최정균 바이오및뇌공학과 교수가 김은준 기초과학연구원(IBS) 단장, 유희정 분당서울대병원 교수, 한국과학기술정보연구원(KISTI) 등과 함께 아시아 최초로 자폐증의 원인을 밝혀내고 치료법 마련을 위한 실마리를 찾아냈다고 19일 밝혔다.

연구팀은 대규모 한국인 자폐증 가족 코호트를 모집하고 전장 유전체 분석을 실시해 자폐증 유발 유전변이가 단백질을 암호화하지 않는 유전체 영역인 비-부호화 영역에서 발생할 수 있다는 사실을 규명했다.

자폐증은 사회적 의사소통 결핍이나 이상, 반복적이거나 틀에 박힌 행동 문제가 유아 시절 시작돼 거의 평생 지속되는 뇌 신경 발달장애다. 질환 발생의 근본적인 원인에 대한 이해가 매우 부족하며 공식적으로 인정된 치료 약제가 전무하다.

연구팀은 자폐증 유발 유전변이가 비-부호화 유전체 영역에서 발생한다는 사실을 발견했다. 특히 이를 세계 최초로 한국인 자폐증 샘플로 제작한 인간 줄기세포를 이용해 증명했다. 2011년부터 현재까지 3708명에 달하는 자폐 환자와 그 가족들로 구성된 대규모 한국인 코호트를 구축하고 유전체 분석을 진행하고 있다. 이번 연구 결과는 이중 813명의 전장 유전체 염기서열 분석을 바탕으로 이뤄졌다

연구팀은 유전체 데이터의 98% 이상을 차지하고 있으나 그간 자폐증 유전체 연구에서 조명받지 못했던 비-부호화 영역을 집중적으로 규명하기 위해 3차원 공간상의 염색질 상호작용(three-dimensional chromatin interaction)이라는 새로운 분석 방식을 사용했다. 이 결과 비-부호화 영역에서 발생한 유전변이가 멀리 떨어져 있는 자폐 유전자의 기능에 심각한 이상을 초래할 수 있음을 증명했다.

특히, 연구 대상인 한국인 자폐증 가족으로부터 직접 인간 줄기세포를 제작해 태아기 신경세포를 재현했다. 이러한 생애 초기 신경 발달단계에서 비-부호화 영역의 유전변이에 의해 최대 50만 base-pair(유전체 거리 단위) 이상 떨어져 있는 유전자의 발현이 비정상적으로 낮아지거나 높아질 수 있음을 세계 최초로 증명했다.

연구팀은 "이번 연구 성과는 자폐증 유발 유전변이가 단백질을 부호화하지 않는 비-부호화 영역에서 발생해, 멀리 떨어져 있는 유전자의 기능에 영향을 미침으로써 신경 발달단계 초기부터 질병 발병에 기여한다는 획기적인 자폐증 원인에 대한 발견"이라며 "그간 단백질을 부호화하는 영역에만 쏠려 있던 정신질환 연구 풍토 속에서, 비-부호화 영역을 규명하는 방향으로 전환해야 자폐증 치료의 비밀을 풀 수 있다는 새로운 접근법을 제시했다"고 설명했다.

논문의 공동 제1 저자인 KAIST 의과학대학원 졸업생 김일빈 박사는 "신경발달장애 중 자폐증은 특히 치료가 어려운 것으로 알려져 있는데, 발병 원인 중 하나로 지목되는 유전체 영역의 이상을 한국인 고유의 데이터를 사용해 순수 국내 연구진들의 힘으로 발견해냈다는 데 큰 의미가 있다"면서 "이 연구 성과가 언젠가는 이루어질 자폐증 치료제 개발을 위한 작은 발판이 되길 바란다"라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 정신의학 학술지 '분자 정신의학(Molecular Psychiatry)'에 지난 15일 게재됐다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr