지금까지 발현 이유를 알 수 없었던 발달장애나 지적장애의 원인유전자 ‘ZFX’가 국제공동연구로 발견됐다.
한국연구재단은 충남대 김철희 교수 등 9개국 45기관이 참여한 국제공동연구팀이 ZFX 유전자가 뇌신경계 발달에 필요한 여러 유전자 발현을 조절하는 전사인자로 작용한다는 새로운 원리와 개념을 제시했다고 26일 밝혔다.
전사인자는 DNA의 특정부위에 결합해 유전자 발현을 촉진하거나 억제하는 단백질이다.
희귀질환 국제협력연구를 통한 발달장애, 지적장애, 자폐증 원인유전자 발견. 한국연구재단 희귀질환 원인유전자를 찾는 것은 관련 질환의 진단기술이나 치료제 개발의 기본요소다.
하지만 세계적으로 자폐증을 포함한 새로운 발달장애와 지적장애는 지금까지 원인유전자를 찾지 못해 과학적인 접근이 어려웠다.
최근 글로벌 네트워크를 통한 환자유전체 빅데이터 공동 활용으로 이에 대한 원인유전자 발견 가능성이 상향됐고, 특히 생명과학 발전으로 유전자가위기술과 질환모델동물을 이용한 원인유전자 규명에 대한 기대도 높아졌다.
이번 공동연구는 미국 하버드 의대 등 세계 45기관이 참여, 환자유전체 빅데이터 정보를 공동 활용해 1차 발굴한 후보유전자(ZFX)를 대상으로 유전자가위기술과 제브라피쉬를 이용한 질환동물모델링에 적용, 개념을 밝혀냈다.
또 공동연구팀은 세포모델을 이용한 유전자 발현, 전사체 오믹스 분석 등 추가적인 바이오 빅데이터 연구로 지적장애 원인유전자 ZFX의 작용원리를 세포와 분자 수준에서 규명하는 데 성공했다.
이 중 제브라피쉬 질환모델동물을 이용한 원인유전자의 분자기전 규명은 충남대 연구팀이 진행했다.
연구팀은 유전자가위기술로 ZFX 유전자를 제거한 제브라피쉬 동물모델을 개발했다.
이를 발생유전학적 분석과 사회성 동물행동 분석을 통해 ZFX이 없는 제브라피쉬에서 자폐증 및 ADHD 증상과 관련된 불안장애 행동패턴이 나타남을 관찰했다.
발달장애, 지적장애, 자폐증 모델동물의 사회성 행동실험. 한국연구재단 김 교수는 “이번 연구는 다기관이 참여하는 국제협력을 통해 지적장애와 자폐증을 비롯한 희귀질환 연구의 새로운 돌파구를 제시한 혁신적 성과”라며 “단기적으로는 관련 환자의 분자진단을 위한 바이오마커로서, 중장기적으로 관련 질환의 치료법 개발을 위한 원천기술로 활용이 가능하다”고 설명했다.
