건국대 연구팀, 프래더윌리 증후군 치료길 열어

- 세계 첫 역분화 기법에 의한 원인유전자 교정 가능성 확인

- Journal of Cell Science지 발표, 프래더윌리 증후군에서 억제되어 있는 유전자의 활성화 유도

- 체세포의 신경세포로의 역분화 과정에서 나타나는 DNA 메틸레이션 패턴 변화 이용

뉴스 제공

2013-04-08 15:21

서울--(뉴스와이어)--국내 연구진이 유도만능줄기세포를 이용한 역분화와 재분화를 통해 유전정보결핍으로 인한 유전질환인 프래더윌리 증후군* 원인유전자의 발현조절 가능성을 밝혀냈다. 이번 연구는 증상에 대한 치료 외에는 근본적인 치료법이 없는 실정에서 원인유전자의 DNA 메틸레이션을 조절하는 방식의 치료법 개발을 위한 단서가 될 것으로 기대된다.

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

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

건국대 동물생명공학과 도정태 교수와 김민정 연구교수, 독일 막스플랑크연구소 한스 슐러 교수가 공동으로 수행한 이번 연구결과는 저널 오브 셀 사이언스(Journal of Cell Science) 3월 22일자 온라인판에 게재되었다.

건국대의 이번 연구는 교육부(장관 서남수)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 일반연구자지원사업(기본) 등의 지원으로 수행되었다.

(논문명 : Conversion of genomic imprinting by reprogramming and redifferentiation)

일반적으로 염색체 한 쌍은 각각 부계와 모계 양쪽에서 정보를 받지만 일부 유전자의 경우 한쪽에서만 정보를 받도록 부계 혹은 모계 어느 한쪽 염색체 일부는 DNA 메틸레이션* 등을 통해 잠겨있다.

프래더윌리 증후군의 원인유전자인 Snrpn과 Ndn도 부계에서만 정보를 받도록 모계 유전자는 비활성화되어 있다. 때문에 부계에서 해당 유전자가 소실된 프래더윌리 증후군의 경우 모계에서 이를 보완해 줄 수 없어 문제가 발생한다. 이에 연구팀은 잠겨있는 모계의 유전자를 활성화시키는 새로운 관점으로 접근했다.

* 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 관여

연구팀은 처녀생식세포를 역분화시켜 유도만능줄기세포로 유도하고 이를 다시 신경세포로 재분화시키는 과정에서 Snrpn과 Ndn 유전자 부위의 DNA 메틸레이션 패턴의 변화를 관찰했다.

그 결과 줄기세포와 같은 만능성을 획득하는 역분화 과정에서 메틸기가 떨어져 나가고 다시 신경세포로 재분화시키는 과정에서도 메틸기가 다시 결합하지 않는 것이 확인됐다.

메틸기가 결합되어 발현이 억제된 이들 유전자가 역분화와 재분화 과정에서 메틸기가 떨어져 나가면서 발현이 회복됨을 확인했다.

이처럼 역분화와 재분화의 과정에서 당초 비활성화 되어 있던 유전자가 다시 활성화될 수 있다는 점을 이용하여 환자의 피부세포를 분화되기 이전 상태로 되돌린 후 이를 Snrpn과 Ndn이 발현되는 정상적인 신경세포로 다시 분화시켜 이식하면 근본적인 치료법이 될 수 있을 것이라는 설명이다.

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

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.

건국대학교 개요
독립운동의 맥동 속에서 태어난 당당한 민족사학 건국대학교는 1931년 상허 유석창 선생께서 의료제민(醫療濟民)의 기치 아래 민중병원을 창립한 이래, 성(誠) 신(信) 의(義) 교시를 바탕으로 ‘교육을 통한 나라 세우기’의 한 길을 걸어왔다. 서울특별시 광진구 능동로 서울캠퍼스와 충북 충주시 충원대로 GLOCAL(글로컬) 캠퍼스에 22개 단과대학과 대학원, 4개 전문대학원(건축전문대학원, 법학전문대학원, 경영전문대학원, 의학전문대학원), 10개 특수대학원을 운영하며 교육과 연구, 봉사에 전념하고 있다. 건국대는 ‘미래를 위한 도약, 세계를 향한 비상’이란 캐치프레이즈 하에 새로운 비전인 ‘르네상스 건국 2031’을 수립, 2031년까지 세계 100대 대학으로 도약하는 것을 목표로 ‘신지식 경제사회를 선도하는 글로벌 창의 인재’를 양성하고 있다.

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