국내 연구진이 대장암이 발병하는 과정에서 생기는 유전자 네트워크의 원리를 규명하는 데 성공했다.
KAIST(총장 신성철) 바이오 및 뇌공학과 조광현 교수팀은 대규모 컴퓨터 시뮬레이션 분석을 통해 암 발생 과정에서 나타나는 '임계전이' 현상을 밝혀내 숨겨진 유전자 네트워크의 원리를 최초로 규명했다고 7일 밝혔다.연구팀은 대장암 환자의 대규모 유전체 데이터를 이용해 유전자 상호작용 네트워크에서 나타나는 다중 돌연변이의 협력적 효과에 대한 수학모형을 구축했다. 이는 국제 암유전체컨소시엄에서 발표한 전암 유전체데이터베이스를 토대로 구축한 것으로, 연구팀은 유전자 네트워크에서 나타나는 돌연변이의 영향력을 정량화하고 이를 이용해 대장암 환자 군을 임상 특징에 따라 군집화 하는데 성공했다.
연구팀이 밝혀낸 임계전이 현상은 상전이와 같이 물질의 상태가 갑작스럽게 변화하는 현상이다. 암 발생 과정에서는 유전자 돌연변이의 발생 순서를 추적하기 어렵기 때문에 전이 현상이 존재하는지 확인할 수 없었다. 연구팀은 시스템생물학 기반의 연구방법을 이용해 확인한 결과, 기존의 대장암에서 잘 알려진 암 유발 유전자 돌연변이의 발생 순서를 따르는 경우 임계전이 현상이 나타남을 확인했다.
연구팀은 이번에 개발한 수학모형을 활용하면 암환자에게 발생하는 다수 유전자 돌연변이의 영향을 가장 효과적으로 저해할 수 있는 새로운 항암 표적 약물을 개발할 수 있을 것으로 기대했다.
조 교수는 "지금껏 다수 유전자들의 돌연변이가 암 발생에 어떻게 기여하는지 밝혀진 바가 없었다"며 "이번 연구에서는 시스템생물학으로 암세포의 발달과정에서 유전자 네트워크의 원리를 최초로 밝힘으로써 새로운 차원의 항암제 표적을 발굴할 수 있는 가능성을 제시했다"고 말했다.
과학기술정보통신부·한국연구재단의 중견연구자지원사업과 바이오의료기술개발사업의 지원을 받아 수행된 이번 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 게재됐다.
남도영기자 namdo0@
KAIST(총장 신성철) 바이오 및 뇌공학과 조광현 교수팀은 대규모 컴퓨터 시뮬레이션 분석을 통해 암 발생 과정에서 나타나는 '임계전이' 현상을 밝혀내 숨겨진 유전자 네트워크의 원리를 최초로 규명했다고 7일 밝혔다.연구팀은 대장암 환자의 대규모 유전체 데이터를 이용해 유전자 상호작용 네트워크에서 나타나는 다중 돌연변이의 협력적 효과에 대한 수학모형을 구축했다. 이는 국제 암유전체컨소시엄에서 발표한 전암 유전체데이터베이스를 토대로 구축한 것으로, 연구팀은 유전자 네트워크에서 나타나는 돌연변이의 영향력을 정량화하고 이를 이용해 대장암 환자 군을 임상 특징에 따라 군집화 하는데 성공했다.
연구팀이 밝혀낸 임계전이 현상은 상전이와 같이 물질의 상태가 갑작스럽게 변화하는 현상이다. 암 발생 과정에서는 유전자 돌연변이의 발생 순서를 추적하기 어렵기 때문에 전이 현상이 존재하는지 확인할 수 없었다. 연구팀은 시스템생물학 기반의 연구방법을 이용해 확인한 결과, 기존의 대장암에서 잘 알려진 암 유발 유전자 돌연변이의 발생 순서를 따르는 경우 임계전이 현상이 나타남을 확인했다.
연구팀은 이번에 개발한 수학모형을 활용하면 암환자에게 발생하는 다수 유전자 돌연변이의 영향을 가장 효과적으로 저해할 수 있는 새로운 항암 표적 약물을 개발할 수 있을 것으로 기대했다.
조 교수는 "지금껏 다수 유전자들의 돌연변이가 암 발생에 어떻게 기여하는지 밝혀진 바가 없었다"며 "이번 연구에서는 시스템생물학으로 암세포의 발달과정에서 유전자 네트워크의 원리를 최초로 밝힘으로써 새로운 차원의 항암제 표적을 발굴할 수 있는 가능성을 제시했다"고 말했다.
과학기술정보통신부·한국연구재단의 중견연구자지원사업과 바이오의료기술개발사업의 지원을 받아 수행된 이번 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 게재됐다.
남도영기자 namdo0@
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