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POSTECH 정보전자융합공학부/생명과학과 김상욱 교수․시스템생명공학부 박솔잎씨, 생명과학과 장승기교수, 경희대 박주용교수 연구팀은 ‘질병 유발 유전자의 세포 내 단백질 위치 비교를 통한 질병 발생 패턴 분석과 예측’ 기술 개발에 성공, 세계적인 과학전문 저널 ‘네이처(Nature)’의 자매지인 ‘몰레큘러 시스템즈 바이올로지(Molecular Systems Biology)’ 온라인판을 통해 발표했다.
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인간이 걸리는 질병의 대부분은 여러 유전자의 상호 작용에 의한 것으로, 암이나 당뇨병의 경우 유전자 간의 상호작용이나 질병의 발생 패턴을 밝히는 것은 특히 어려운 것으로 알려지고 있었다.
또, 당뇨병 등 다양한 합병증이 수반되는 질병의 경우, 질병 위험인자를 통한 예측 방법이 이용됐으나, 이는 의사나 의료기관의 규모에 따라 좌우되는 등 그 한계가 있었다.
연구팀은 100만여명의 데이터를 통해 다양한 질병을 일으키는 유전자의 세포내 단백질 발현 위치와 상호작용을 분석, ‘현대인의 질병’으로 불리는 당뇨병과 고혈과 같은 질병과 합병증의 발생 패턴을 밝혀내는데 성공했다.
이 같은 패턴 규명은 새로운 환자들과의 유전자 비교를 통해 합병증을 미리 예측해낼 수 있도록 한다는 점에서 큰 의미가 있다.
또, 단순히 상호작용 분석에 의해 결과를 도출했던 기존의 방법과는 달리, 이 방법은 세포내 단백질의 위치까지 분석대상에 추가함에 따라 예측 정확도는 2배나 향상시켰을 뿐 아니라 환자에게는 질병의 진단과 함께 발생 가능한 합병증을 예측해 발병을 최소화할 수 있는 장점을 가지고 있다.
이처럼 합병증을 예측하는 시스템은 아직까지 도입되지 않고 있어, 당뇨병 환자의 경우 최소 1년에 한 번은 합병증 검사를 받아야 했다. 현재 미국 등 선진국에서는 합병증 예측 시스템을 진단의학에 도입하고자 관련 연구에 박차를 가하고 있는 상태다.
POSTECH 김상욱 교수는 “이번 연구성과는 합병증이 빈발하게 일어나는 질병을 가진 환자들이 합병증에 대해 조기에 대응할 수 있도록 한다는 점에서 의미가 크다”며 “특히 유전자 위치와 상호작용 등 다각도의 유전자 분석을 통해 개인에 따른 차이를 더욱 정확하게 밝혀낼 수 있다면 합병증 최소화는 물론 질병 예방에도 큰 도움이 될 것”이라고 밝혔다.
한편, 이번 연구는 교육과학기술부의 세계수준의 연구중심대학(WCU) 사업, 미래기반기술개발 사업, 시스템 바이오다이나믹스 국가 핵심연구센터의 지원 하에 수행됐다.
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