서울의대 유전체의학 연구소와 차세대 게놈분석 선도기업인 마크로젠 생명과학연구소는  공동연구를 통해 DNA에 존재하지 않는 대규모 RNA 자체 서열 변이 발견으로 질병정복을 위한 유전체 연구의 새로운 방향성을 제시하였다.

이번 연구는 2008년부터 추진중인 아시아인 유전체 다양성 프로젝트의 세 번째 연구결과로 한국인 18명의 DNA와 RNA를 동시 분석한 것이다.

연구논문밝혔다 (논문명: Extensive genomic and transcriptional diversity identified through massively parallel DNA and RNA sequencing of eighteen Korean individuals)은 세계적 학술지인 ‘네이처 제네틱스(Nature Genetics)’ 7월 3일자 (영국 현지시간 기준) 온라인판에 게재되었으며, 단순 DNA 서열 중심인 기존의 유전체 논문에서 진일보하여, RNA 서열 분석을 추가함으로써 유전자의 발현과 그 기능적 측면까지 밝혀냈다는 점에서 커다란 의미를 갖는다.

이를 통해서 기존의 DNA 서열 분석만으로는 알 수 없었던, RNA 자체 서열 변이(TBM, Transcriptional Base Modification)가 대규모로 존재한다는 사실이 최초로 밝혀졌다.

즉, DNA의 염기서열이 RNA로 똑같이 전사되는 것이 아니라, 그 전사되는 과정에서 염기가 바뀜으로써 DNA에 없던 변이가 RNA에 새롭게 생기는 현상이 광범위하게 존재한다는 것이다.

또한 RNA 서열분석을 통해서, 상동염색체에 존재하는 한 쌍의 유전자 중 어느 한쪽이 더 우선적으로 발현되는 “비대칭 발현(allele-specific expression)”, 기존에 알려진 모든 유전자 데이터베이스와 비교해도 전혀 겹치지 않는 새로운 유전자 후보, 남녀에 따라 유전자 발현이 달라지는 X 염색체 상의 유전자 등 새로운 발견들이 대거 쏟아짐에 따라 향후 RNA 서열 분석이 유전체 연구의 중요한 핵심 기술로 등장할 전망이다.

또한 이번 연구는, 단일 민족을 대상으로 하는 최대규모의 고해상도 게놈 분석을 마무리했다는 점에서도 획기적인 것으로 받아들여지고 있다.

고해상도로 분석된 유전체는 한국은 물론 세계적으로도 매우 큰 규모로, 양적 측면에서 세계 최대 수준의 유전체 서열 정보를 보고함으로써 유전학 연구의 귀중한 기초 자료를 학계에 제공함과 동시에 한국인유전체 정보가 국제적으로 활발히 연구될 수 있는 계기를 마련하게 되었다고 연구진은 평가했다.

이번 연구에서 나타난 결과에 따르면 새롭게 발견한 220만개의 변이 중 약 120만개는 한국인에서 최소 10% 이상 존재하는 흔한 것으로 나타났다. 한국인에서 이렇게 흔하게 존재함에도 불구하고 기존의 다른 민족을 대상으로 한 연구에서 한번도 보고되지 않았다는 것은 이러한 변이가 한국인의 유전적 특성과 밀접한 관련이 있을 가능성을 의미한다.

서정선 교수는 “민족마다 대대로 살아온 환경에 따라 이에 적응하기 위한 고유한 유전자 변이를 가지고 있다”면서, “우리의 이번 논문은 유럽인과 다른 한민족의 유전체 변이를 체계적으로 정리하였고, 유럽인 중심의 기존 질병 유전자 발굴 연구 방법론의 한계를 지적한 점에서 큰 의의가 있다”라고 설명했다. 

또한 서정선 교수는 “정확한 결과를 얻기 위해서 이제 각 민족의 질병 유전자 연구는 그 민족의 유전체 정보를 통해 이루어져야 한다”고 강조하며, “이것이 세계 인구의 절반 이상을 차지하는 아시아인의 유전체 연구가 먼저 이루어져야 하는 이유다”고 덧붙였다.

아시아인 유전체 다양성 프로젝트는 앞으로 더 확장되어 내년까지 약 1,000명의 아시아인 유전체를 분석할 계획이다. 유전체의학연구소-마크로젠 공동연구팀은 이 같은 아시아인 유전체 정보를 데이터베이스화(http://tiara.gmi.ac.kr) 하여 공개하고 있으며, 이를 통한 개인별 맞춤의학의 기반을 지속적으로 구축해갈 계획이라고 밝혔다.