KAIST, '알츠하이머' 새로운 원인 규명

노화 과정에서 발생하는 후천적 뇌 돌연변이가 질병과 연관됨을 밝혀

연구에서 사용된 체성 유전변이 분석 파이프라인

[아시아경제 김철현 기자] 카이스트(KAIST·총장 신성철)는 의과학대학원 이정호 교수, 한국과학기술정보연구원(KISTI) 국가슈퍼컴퓨팅본부 유석종 박사 공동 연구팀이 노화 과정에서 발생하는 후천적 뇌 돌연변이가 알츠하이머병의 새 원인이 될 수 있다는 이론을 제시했다고 16일 밝혔다. 이번 연구는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션'에 최근 게재됐다.

연구팀은 52명의 알츠하이머병 환자에게 얻은 사후 뇌 조직에서 '전장 엑솜 유전체 서열(whole-exome sequencing)' 데이터 분석을 통해 알츠하이머병에 존재하는 뇌 체성 유전변이를 찾아냈다고 설명했다. 또한 뇌 체성 돌연변이가 알츠하이머병의 중요 원인으로 알려진 신경섬유다발 형성을 비정상적으로 증가시킴을 확인했다.

연구팀은 산발성 알츠하이머병 환자들의 내후각피질에서 신경섬유다발이 공통으로 나타나는 현상에 주목했다. 알츠하이머병 환자의 뇌 조직에서 직접 엑솜 유전체 데이터를 생성해 알츠하이머병 유전변이를 발굴한 것이다. 알츠하이머병 환자와 정상인의 해마 형성체 부위를 레이저 현미 해부법을 통해 정밀하게 오려냈고 저빈도의 체성 유전변이를 정확하게 찾아내기 위해 대용량 고심도 엑솜 시퀀싱 데이터를 생성, 저빈도 체성 유전변이 분석에 특화된 분석 파이프라인을 독자적으로 구축했다.

이러한 새 방법론을 통해 실제로 알츠하이머병 환자의 뇌에 체성 유전변이가 존재함을 체계적으로 규명함과 동시에 체성 유전변이의 누적속도 및 신경섬유다발 형성과의 관련성도 함께 밝혀냈다. 이번 발견은 알츠하이머병의 발병에 체성 유전변이가 주요한 역할을 할 수 있음을 강력하게 시사하는 것으로, 알츠하이머병 유전체 연구에 대한 새로운 틀을 제시함과 동시에 향후 다른 신경퇴행성뇌질환의 연구에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 카이스트 교원 창업 기업을 통해 알츠하이머 질환의 진단과 치료제 개발에 나설 예정이다. 유석종 박사는 "연구팀이 구축한 저빈도 체성 유전변이 분석 파이프라인 및 빅데이터 분석을 위한 슈퍼컴퓨팅 기술을 통해 알츠하이머병의 새로운 발병 원리를 밝혀냈다"라며 "타 유전체 기반 연구에 활용할 수 있는 기반을 마련했다"라고 말했다.