SNP 관련

인간 다양성 근원 ‘스닙’의 정체를 밝혀라.

http://legacy.www.hani.co.kr/section-005100031/2003/06/005100031200306031829311.html

맞춤의학 열쇠 ‘스닙(단일염기다형성)’을 캐라

많이 먹지도 않는데 살이 찌는 사람은 왜 그럴까. 다른 집안 사람들은 노년에도 까만 머리를 자랑하는데, 우리 집안은 왜 30대만 돼도 머리털이 흴까. 어떤 사람은 간염에 걸리고도 쉽게 치유가 되는 데 반해, 어떤 사람은 간경화와 간암 같은 치명적 질병으로 발전할까. 한약이든 양약이든 사람마다 효과가 다른 것 같은데 왜 그럴까.

인류는 이렇게 사람마다 특정 질환에 대한 취약성과 약물 반응의 정도에 차이를 보이는 것뿐만 아니라 얼굴 생김새, 신체 크기, 음성 등 같은 게 하나도 없다. 인간 개체 사이에는 변화무쌍한 다양성이 존재하는 것이다.

세계적으로 경쟁이 치열한 인간 유전체(게놈) 연구에 따르면 인간 다양성의 근원은 ‘스닙’(SNP, Single Nucleotide Polymorphism)에 있다. 에스엔피 또는 단일염기다형성으로 불리는 스닙이 존재하기 때문에 이 세상에는 똑같은 사람이 하나도 없다는 것이다.

(사진설명) 63억명이나 되는 인류는 유전 정보가 담긴 30억개의 염기서열 가운데 0.3% 가량이 일치하지 않아 개체 다양성을 보이고 있는 것으로 추정되고 있다. 사진은 두 사람의 염기서열 가운데 일부를 비교한 결과 모두 8곳에서 염기가 다른 '스닙'(단일염기다형성)이 존재하고 있음을 보여준다.

도대체 스닙이 얼마나 많이 존재하기에 또 어떤 기능을 하기에 인간의 다양성을 낳을까

스닙은 인간 유전체를 구성하는 30억개의 디엔에이 염기 서열 가운데 사람에 따라 차이를 보이는 부분으로 지난 4월 99.99%의 정확도를 가진 인간게놈지도 최종본을 발표한 미국·영국·프랑스 등 6개국 인간게놈프로젝트(HRP) 컨소시엄 등은 약 1천만개의 스닙이 존재하는 것으로 추정하고 있다.

인간끼리는 염기 서열이 평균적으로 300개당 1개 꼴로 다르고, 이것이 인간의 다양성, 곧 눈과 피부색, 생김새, 체질, 질병에 걸리기 쉬운 정도의 차이까지 낳는 근원으로 작용하고 있다는 뜻이다.

인간 개체간 다양성을 낳기 위해서는 전체 염기서열 가운데 0.3% 정도만 변화를 주어도 충분하며, 그 변화가 1%로 확대되면 동물 종이 완전히 바뀌어 침팬지가 될 정도로 염기서열은 약간만 바뀌어도 그 결과는 매우 크게 나타나는 것을 알 수 있다.

과학자들은 스닙의 정체를 밝힐 경우 개인의 체질에 맞는 치료법이나 약물 투여가 가능할 것으로 보고 있다. 예를 들어 현재는 아무리 효능이 좋은 약이라도 10~40%의 환자한테는 효과가 없지만, 개인별로 약물반응 차이를 낳는 스닙들을 찾아낼 경우 ‘맞춤약물’ 개발이 가능할 전망이다.

이에 따라 스닙을 발굴하기 위한 국제경쟁이 치열하다. 6개국 컨소시엄은 30억개의 염기 서열을 분석한 결과 140만개의 스닙을 발견했다. 또 다국적 제약회사들은 지난 1999년부터 컨소시엄을 구성해 2002년 10월까지 약 150만개의 스닙을 발굴한 것으로 알려졌다.

인간게놈프로젝트는 인간의 유전자가 생각보다 훨씬 적어 초파리의 2배 정도인 3만개 정도임을 밝혔으나, 그 가운데 기능이 밝혀진 유전자는 소수에 그치고 있는 상황에서 개인간의 유전적 변이라고 할 수 있는 스닙 관련 연구가 활발한 것이다.

△  이중 나선 구조로 이뤄진 디엔에이 속에는 아데닌(A)-티민(T)과 구아닌(G)-시토신(C)으로 짝지어진 염기쌍이 무려 30억개나 있다. 인류의 유전정보는 이들 염기쌍의 배열 순서에 담겨 있다.
천식, 당뇨, 고혈압 등 대부분의 질병은 다수의 유전자와 환경이 관여하여 유발되는 복합형 질병으로, 그런 질병들이 어떤 원인과 과정을 통해 발생하고 진행되는지를 밝혀내는 데 스닙이 큰 기대를 모으고 있기 때문이다.

특히 스닙 연구를 통해 파악된 유전적 변이들은 약 6만 개의 염기서열 블록으로 움직이는 것으로 밝혀졌다. 이런 블록에 대한 연구는 소수의 스닙을 대상으로 한 연구의 한계를 뛰어넘어 유전체와 질병과의 연관성을 밝히는 데 매우 효과적인 것으로 알려졌다.

과학자들은 하나의 단위로 움직여 ‘일배체형’(haplotype)으로 불리는 유전체 블록의 지도를 작성할 경우 질병 유전자 발굴을 촉진하는 데 매우 유용하게 사용될 것으로 전망한다.

이에 따라 30억 쌍의 염기서열을 밝히는 인간게놈지도 사업을 완료한 선진국들은 질병의 발생과 치료를 조절·예측할 수 있는 맞춤의학 시대를 앞당기기 위해 각 개인의 유전적 차이인 스닙을 규명하는 데 총력을 기울이고 있다.

미국 국립게놈연구소(NHGRI)의 프란시스 콜린스 소장은 인간게놈프로젝트를 주도한 데 이어 유전체 블록을 분석하는 국제 공동연구인 국제 염기변이군 지도 분석 사업(International Haplotype Map Project)까지 주도하고 있다.

또 미국계 생명공학 회사들은 앞다퉈 중국으로 진출해 합작기업을 세우고 중국인 유전체 연구 시장의 80~90%를 장악하고 있는 것으로 알려졌다. 거대한 중국시장을 겨냥해 중국인에게 맞는 맞춤의약품을 생산하기 위한 기초작업을 착실하게 진행하고 있는 것이다.

연세의료원 심장내과 장양수 교수는 “약 30억개의 염기로 구성돼 있는 인간 유전체는 개인간은 물론 민족 사이에도 많은 차이가 있다”며 “우리 나라는 우리 나라 사람의 유전체 정보를 연구해 그것을 바탕으로 질병을 예측하고 치료하는 기술을 개발해야 한다”고 말했다.

용어설명

유전체(genome) 유전자(gene)와 염색체(chromosome)의 두 단어를 합친 것으로 어떤 생물체에 담긴 모든 유전 정보를 가리킨다.

디엔에이(DNA) 디옥시리보핵산으로 유전체를 구성하는 물질이다. 사다리가 꼬인 이중나선 형태로 사다리 기둥엔 당과 인산이 자리잡고 있고, 유전 정보에 해당하는 사다리 발판에선 염기가 두개씩 쌍을 이루고 있다.

염기 아데닌(A) 시토신(C) 티민(T) 구아닌(G) 등 4종류가 있으며 아데닌은 반드시 티민과 짝을 이루고 시토신은 구아닌과 짝을 이뤄 염기 서열을 구성한다.

안영진 기자 youngjin@hani.co.kr

 

도움말=장양수 질환군별 유전체 센터 협의회장(연세의료원 심장내과 교수), 박현영 연세의대 심혈관연구소 연구교수, 이종극 국립보건원 유전체연구소 책임연구원, 신형두 에스엔피제네틱스 대표이사