노화과정에서 발생하는 후천적 뇌 돌연변이가 알츠하이머병의 새로운 발병 원인이 될 수 있다는 연구결과가 유전체 빅데이터 분석을 통해 나왔다.
KAIST는 이정호 의과학대학원 교수와 유석종 KISTI(한국과학기술정보연구원) 국가슈퍼컴퓨팅본부 박사 연구팀이 공동으로 알츠하이머병에 존재하는 뇌 돌연변이 유전자를 찾아냈다고 16일 밝혔다.
노인성 치매의 가장 흔한 원인으로 알려진 알츠하이머병은 전 세계 65세 이상 노인 인구의 5∼10%를 차지할 정도로 유병률이 높다. 하지만 알츠하이머병을 일으키는 분자 유전학적 원인은 명확하게 규명되지 않고 있다.
연구팀은 산발성 알츠하이머병 환자의 내후각피질에서 공통적으로 나타나는 신경섬유다발에 주목했다. 이를 위해 알츠하이머병 환자와 정상인의 해마 형성체 부위를 정밀하게 오려내고, 대용량 엑솜(유전자를 구성하는 엑손의 집합) 시퀀싱 데이터를 생성해 뇌에서 나타나는 돌연변이 유전자를 분석했다.
그 결과, 알츠하이머 환자의 뇌와 혈액 모두에서 환자의 연령에 따라 뇌 돌연변이 유전자가 증가했고, 혈액 조직에선 4.8배 빠르게 나타났다. 또한 22.2%의 알츠하이머 뇌 돌연변이는 과다한 산소 활성으로 인해 DNA가 손상된 것을 확인했다.
특히 26.9%의 알츠하이머 환자 뇌에서는 유전변이가 타우 단백질(알츠하이머 원인 단백질)의 과인산화와 관련된 경로에 누적돼 있음을 알아냈다.
이정호 KAIST 교수는 "뇌에 쌓인 돌연변이 유전자가 타우 단백질 과인산화를 통해 알츠하이머 발병에 영향을 줄 수 있다는 것을 밝혀낸 것"이라며 "알츠하이머병 유전체 연구의 새로운 방법론을 제시하고, 향후 다른 신경퇴행성뇌질환 연구에 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.
한편 이 연구결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션(지난 12일자)' 온라인판에 실렸으며, 유전체 빅데이터 분석에 KISTI의 슈퍼컴 5호기 '누리온'이 활용됐다. 대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr
노화과정에서 발생하는 후천적 뇌 돌연변이가 알츠하이머병의 새로운 원인이 될 수 있다는 것을 유전체 빅데이터 분석을 통해 규명한 이정호 KAIST 교수.
