도정태 건국대 동물생명공학과 교수. © News1
비만이나 학습장애를 유발하는 유전질환 ‘프래더윌리 증후군’ 원인유전자의 발현을 조절할 수 있는 가능성이 확인됐다.

이번 연구결과는 근본적인 치료법이 없는 걸로 알려진 이 질환의 치료법 개발에 단서가 될 것으로 보인다.

8일 한국연구재단에 따르면 이번 연구는 건국대 동물생명공학과 도정태 교수와 독일 막스플랑크연구소 한스 슐러 교수가 공동으로 수행했다.

이들은 세포의 역분화 과정에서 나타나는 DNA 메틸레이션 변화를 통한 프래더윌리 증후군 원인유전자의 발현조절 가능성을 밝혀냈다.이 증후군의 원인유전자인 ‘Snrpn’과 ‘Ndn’는 부계에서만 정보를 받도록, 모계 유전자는 비활성화 돼 있다고 도 교수는 설명했다. 한쪽 염색체 일부는 DNA 메틸레이션 등을 통해 잠겨 있다.

이 때문에 모계에서 소실된 유전자를 보완해줄 수 없어 문제가 발생, 연구팀은 잠겨있는 모계의 유전자를 활성화시키는 방향으로 접근했다.

연구팀은 유전자가 역분화와 재분화의 과정에서 당초 비활성화 되어 있던 유전자가 다시 활성화될 수 있다는 점을 이용했다.

환자의 피부세포를 분화되기 이전 상태로 되돌린 후 이를 Snrpn과 Ndn이 발현되는 정상적인 신경세포로 다시 분화시켜 이식하면 근본적인 치료법이 될 수 있다는 것.

도 교수는 “유전체 각인을 연구할 수 있는 모델세포를 제공할 수 있다는 점도 이 연구의 중요한 결과”라며 “이 연구는 생쥐에서 수행된 연구이지만 임상에 적용될 경우 유전질환의 치료 연구의 유용한 수단을 제공할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구결과는 건국대 동물생명공학과 김민정 박사가 제1저자로 참여, 저널 오브 셀 사이언스(Journal of Cell Science) 3월 22일자 온라인판에 게재됐다.

교육부와 한국연구재단이 추진하는 일반연구자지원사업(기본) 등의 지원으로 수행됐다.

한편 연구팀은 2009년에 이번 연구결과의 토대가 된 처녀생식 유래 체세포를 이용한 유도만능줄기세포 확립에 대해 Stem Cells 지에 논문을 게재한 바 있다.

▲프래더윌리 증후군(Prader-Willi syndrom)
부계에서 유래된 15번 염색체의 Snrpn와 인접한 유전자의 소실 등으로 생기는 유전질환. 비만이나 학습장애 동반.

▲DNA 메틸레이션
DNA를 구성하는 염기 중 하나인 시토신에 메틸기(CH3)가 공유결합하는 것으로, 일반적으로 메틸기가 붙으면 염색질 구조에 영향을 미쳐 해당 유전자의 발현이 억제되고 메틸기가 떨어져 나가면 다시 발현이 복구되는 등 유전자발현 조절에 관여한다.

▲역분화
특정기능을 수행하도록 운명이 결정된 체세포를 다시 분화되기 이전 배아줄기세포와 같은 상태로 되돌리는 것. 2013년 노벨생리의학상 수여 연구주제.