보도자료

볼티모어,   2005년4월11일

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Claudia Costabile
ccostab1@jhmi.edu

50 년의연구사냥, "가성탈리도마이드" 증후군에숨어있던유전자를밝혀내다.  

미국과 콜롬비아 그리고 그밖에 다른 지역의 과학자들로 구성된 한 연구팀이 매우 희귀한 질환인 로버츠 증후군 (Roberts syndrome) 에 숨어 있던 유전자를 밝혀낸 15년이 넘는 기간에 걸친 연구를 성공적으로 마쳤다.  이 증후군은 임신기간 중 탈리도마이드를 복용한 산모들의 아기들과 유사한 구순구개열과 짧은사지와 같은 신체적인 특징을 가지고 있다.

유전자 관련 권위지인 Nature Genetics 지에 4월 10일자 인터넷판에 게재된 본 보고서에서 매우 희귀한 유전적 질병에 숨어 있는 유전자를 밝혀냈으며 두개안면과 사지발달 뿐만 아니라 건강과 질병을 이해하는데 중요한 기회를 제공할 것으로 기대하고 있다고 연구팀은 밝혔다.    

연구팀은 최첨단 기술의 발달과 컴퓨터 분석을 이용하여 콜롬비아, 터키, 캐나다 그리고 이탈리아에 거주하고 있는 15개의 로버츠 증후군 가족의 염색체를 조사한 결과로서 ESCO2로 불리는 로버츠 유전자를 발견한 동시에 생물학적인 영향의 해석을 제공했다.   

"수십년 동안 로버츠 증후군이 있는 사람들이 비정상적인 외모와 염색체수를 가지고 있다는 것을 알고 있었지만  그 원인과 발생과정을 밝혀낼 수 없었습니다”라고    존스홉킨스의 McKusick-Nathans 유전자 의학연구소 교수인 Ethylin Jabs 박사가 밝혔다.  "특히 지난 몇년 동안 유전자기술과 게놈정보 및 컴퓨터 분석은 로버츠와 같이 희귀한 질병에 숨어 있는 유전자 돌연변이를 찾아낼 수 있을 정도의 강력한 영향을 미쳐 왔습니다."

소량의 샘플에서 다량의 DNA 복사본을 만들어 내는 것과 같이 연구팀이 사용한 몇몇의 기술은 이미 10여년이 넘게 사용되고 있었다.   이러한기술 외에는대부분이 가장 최근의 발전된 기술이다.  예를들어, 연구팀은 4년이 채 되지 않는 기간 동안 출판된 다른종의 유전자서열을 비교함으로서 중요한 유전자 변화를 발견할 수 있었다. 

 "1989년 저희 연구팀은 로버츠 증후군이 있는 사람들의 샘플을 수집해서 세포에 있는 염색체 문제의 특성을 밝히려고 했습니다” 라고 Jabs 박사가 말했다.  "원인 유전자를 찾는 것이 가장 중요하다는 것을 알고 있었지만 그 당시에는 전혀 실질적인 것이 아니었습니다."

  1995년에는 두명의 콜롬비아의 유전학자가 로버츠 증후군을 완전히 이해 하고자 취지에서 그들의 연구를 시작하였다.   그때 그들의 끈질긴 의지가 없었다면 로버츠 증후군의 결정적인 유전자는 아직까지도 미지로남았을지도 모른다.

콜롬비아 출신인 Hugo Vega는 Bogotá 대학소속 클리닉에서 로버츠 증후군환자 인구수가 눈에 띄게 많다는 것을 발견했다.  그리고 그는 의외로빨리 Bogotá  외각의 위치하는 두개의 마을에서 로버트 증후군이 있는 7개의 가족을 추적 해낼수 있었다.  그중 4개 가족이 18세기의 같은 조상의 자손이라는 것을그 당시 대학생이었던 Miriam Gordillo과 함께 발견했다. 

 "가족들은 굉장한 협조로 연구에 참여해 주었고 증후군에 숨어 있는 유전자를 찾아낼 수 있도록 도와 주었습니다” 라고 Gordillo 는 밝혔다.  "Bogotá  외각의 10여 개의 영향받은 가족을 찾았고 로버츠 증후군 발병의 위험에 있는 가족들에게 유전자 검사를 실시하였습니다."

            부부팀인 Vega 와 Gordillo은 지구촌 곳곳을 누비면서 그들의 연구를 계속하고 있으며 동시에 기금마련의 기회를 찾고 있다. 일본에서Vega는 콜롬비아 가족의 증후군을 제 8 염색체 큰 부위와 연관시켰다.   9/11 사태 이후 네덜란드에서는 로버츠 증후군이 있는 터키와 이탈리아출신의 가족들로 부터 얻은 샘플을 그의 연구분석에 추가시켰다.     

 2004년, Gordillo는 Jabs박사의 연구에 참가하는 동시에 존스홉킨스 인간유전자 박사과정을 밟고자 학생비자를 발급받았다.  지난해Gordillo는 증후군이 나타나는 18명과 그렇지 않은 33명으로 구성된 15개 가족의 제 8 염색체부위를 분석하여 6개 유전자 중 하나를 증후군과연관시켰다.  

  그런다음 국제연구팀은 인간과 침펜지, 큰쥐, 새앙쥐, 닭 그리고 제브라피시의 유전자서열을 비교한 다음 증후군이 나타나는 가족의 구성원들의 유전자서열과 비교하였다.  증후군이 있는 사람들에게 나타난 유전자의 단백질을 생성하는 것을 방해한 변화과정을 보여주는 ESCO2로 불리는 유전자의 단편은 전체동물에게 있어 동일했다.  효모와 초파리를 대상으로 위와 동등한 유전자를 파괴한 결과 동등한 염색체 이상이 나타났다고 Gordillo는 밝혔다.     

"비교유전체학은 5년전만 하더라도 존재하지 않았습니다” 라고   Jabs 박사는 말한다.  "효모와 초파리 그리고 쥐를 대상으로 한 유전공학기술은지난 15년 동안 극적으로 향상되어 인간이 성장하는 과정에서 언제 그리고 어디에 이 유전자가 발현되는 지를 관찰하는 것이 가능하게 되었습니다.   이러한 기술과 우수한 컴퓨터 프로그램이 없었다면 로버츠 증후군 유전자를 밝혀내지 못했을 지도 모릅니다."

임신기간 동안 복용한 탈리도마이드의 영향을 받은 사람들의 신체적인유사성은  유사한 기저생물학적 측면을 제시하는 것이라고 Jabs 박사는말한다.  탈리도마이드가 혈관 성장을 방해한다는 증거가 있긴 하나 그 원인은 아직 분명하지 않다.  만약 기저생물학이 관련성이 있다면 탈리도마이드가 염색체와 로버츠 증후군의  ESCO2와 같은 세포분열에 영향을 미칠 수 있는것으로 Jabs박사는 예측하고 있다.

정상적인 세포분열과정에서 모든 염색체는 복제되며 각각의 “원시” 염색체는 그것의 “새로운” 복사체에 접합된다.  접합점은 염색체 전체에 있지만 대부분의 연결점은 염색체의 기능적 중심인 동원체에 있다.

염색체의 접합은 세포가 동시에 같이 이동할 수 있게 하며 두개의 복사체는 분열세포의 적도면에서 일렬로 배열한다.  일단 배열이 이루어지면소형의 분자 "운동원" 은 각각의 복사체의 동원체에 붙고 분열이 진행됨에 따라 원시염색체와 새로운 복사체를 잡아 당겨 양극으로 이동시킨다.

반면에 로버츠 증후군이 있는 사람의 세포를 보면 염색체의 복사체가 대게 각각의 동원체에서 서로 붙어있지 않고 염색체의 일렬 배열이 정상적으로 이루어지지 않는다.  그결과 세포는 분열하지 않거나  아주 천천히 분열해서 새로운 세포가 너무 많거나 또는 적은 염색체 (암세포에서도 이러한 현상이 보임)가 된다.  로버츠 증후군의 경우 세포는 죽거나성장을 멈추어서 사지와 구개  또는 그밖의 구조들이 정상적으로 성장하는 것을 방해한다.

본 연구팀의 후원기관들은 다음과 같다. 일본 교육문화체육과학기술부; 콜롬비아 과학기술원; 존스홉킨스 두개안면발달질환 센타가 수여 받은스마일 트레인의 특별연구원 장학금; Louis H. Gross 협회;  J.S. Sutland; L. and S. Pakula; 네덜란드 보건연구개발원.

            본 연구보고서의 공동저자는 다음과 같다.  콜롬비아 보고타 국립유전자연구원의 Hugo Vega; 오사카 의과대학의 Norio Sakai, Chengzhe Xu, Keiichi Ozono, Koji Inui; 네덜란드 암스트라담 VU 대학 의료센타의Quinten Waisfisz, Djoke van Gosliga, Hans Joenje; 존스홉킨스 McKusick-Nathans 유전학연구원의 Miriam Gordillo, Ethylin Jabs; 오사카 모자보건의료센타의 Itaru Yanagihara, Minoru Yamada; 이스탄불 대학의 Hülya Kayserili.  Vega와Gordillo는 오사카 의과대학에서도 공부한 바있다.  

관련 웹사이트:

http://www.nature.com/ng