개개인 게놈의 미묘한 차이, 유전자 돌연변이 상호 작용에 영향 미쳐

유방암과 같은 질병에 걸릴 위험성을 평균보다 더 높아지게 하는 유전자 돌연변이를 2명의 여자가 똑같이 가지고 있는데도 불구하고 왜 한 사람만 그런 병에 걸릴까? 최근에 발표한 논문에서 미시건 주립대학 유전학자들은 어떻게 게놈의 나머지 부분들이 그런 돌연변이와 상호작용을 해서 개인에 따라 차이가 나도록 하는지를 이해하는 실마리를 제공하고 있다.

미시건 주립대학의 동물학 부교수로 이번 논문의 공저자인 이언 드워킨은 유전자 돌연변이가 상호 간에 미치는 영향을 변하게 할 수 있는 것은 이미 알려져 있다고 말했다. 또 우리는 개개인의 게놈에 미묘한 차이가 있고 이를 과학자들이 "길들지 않은 유전적 배경"이라고 부르는데 바로 그런 차이가 돌연변이가 어떻게 나타나게 되는지에 영향을 미치는 것을 알고 있다고 그는 부언했다.

드워킨교수와 동물학 박사과정 학생인 수다르샨 차리는 "길들지 않은 유전적 배경"이 유전자 돌연변이가 서로 상호 작용하는 것을 변화시키는 일이 얼마나 흔한지를 알아보기로 했다. 이를 조직적인 방법으로 조사해보는 것은 이번이 처음이었다고 드워킨교수는 밝혔다.

연구진은 과실파리의 유전자를 이용해서 "길들지 않은 유전적 배경"이 유전자 돌연변이 간의 상호 작용의 결과에 100번 중 약 75번꼴로 영향을 미치는 것을 발견했다. 이는 과학자들이 유전자 네트워크 즉 유전자가 어떻게 서로 상호 작용하는지를 밝히는 일종의 지도를 어떻게 작성해야 하는지에 엄청난 영향을 미친다. 유전자 네트워크의 중요한 부분이 일부 누락되었을지도 모르고 또 네트워크를 묘사하는 것이 우리가 생각했던 것보다 더 유동적인 듯하다고 드워킨교수는 부언했다.

과실파리는 유전학적으로 말하면 그 유사성으로 인해 날개 달린 사람이라고 불린다. 연구진은 날개와 그 날개를 변하게 하는 유전자 돌연변이에 초점을 맞추어서 "길들지 않은 유전적 배경"의 영향이 실제로는 아주 흔한 것을 입증했다. 인간에게 광범한 의미가 있는 것은 간단한 유전 질환조차도 그 질병을 이해하고 치료하는 데에 게놈의 변이가 중요할 수도 있다는 점이라고 드워킨교수는 설명했다.

이런 새로운 발견으로 유방암 같은 경우에 개개 여성들의 유전적 배경이 돌연변이가 발현하는데 영향을 미쳐 질병의 결과가 서로 달라지게 할 가능성이 있는 것을 이해할 수가 있다. 이번 연구는 또 왜 어떤 사람은 특정한 치료방법으로 혜택을 보지만 다른 사람들은 전혀 혜택을 보지 못하거나 혹은 얼마 되지 않아 약품에 내성이 생기게 되는지를 설명하는 데 도움이 될 수도 있다.

암이나 천식이나 파킨슨병같이 유전자와 관련이 있는 것으로 추정되는 질병은 대부분이 한 벌의 유전자보다 더 많은 유전자들 간의 반응과 관련이 있는 듯하다. 드워킨과 차리는 다음 단계에서는 복잡하게 얽혀서 생기는 일들을 하나하나 풀어서 낱낱이 밝혀낼 생각이다. 2벌의 유전자만 상호 작용을 하는지 아니면 2개 유전자가 상호 작용하고 그런 다음 많은 다른 유전자들이 그런 반응을 변화시키는 것인지 드워킨교수는 궁금하게 생각하고 있다.

출처: S. Chari & I. Dworkin "The Conditional Nature of Genetic Interactions: The Consequences of Wild-Type Backgrounds on Mutational Interactions in a Genome-Wide Modifier Screen" PLoS Genetics, 2013; 9 (8): e1003661 DOI: 10.1371/journal.pgen.1003661