이한웅 교수팀, 골격계 유전성 희귀질환 원인 유전자 밝혀

산전 진단 등 유전 상담의 가능성 확장

이한웅 교수(생명시스템대학 생화학과) 연구팀이 전 세계적으로 매우 희귀한 질환인 ‘스포나스트림 이형성증(sponastrime dysplasia)’의 원인 유전자를 규명했다. 

이 질환은 키가 작고 호흡기 협착, 관절 변형, 척추 변형 등이 나타나는 매우 드문 골격계 유전성 질환으로 그 동안 원인 유전자가 알려져 있지 않았다.

이한웅 교수와 서울대 어린이병원 조태준 교수, 숙명여대 김용환 교수, 우리아이들병원 김옥화 박사, 삼성서울병원 조성윤 박사, 서울대학교 의과대학 최무림 교수로 이뤄진 우리나라 공동 연구팀은 브라질, 핀란드, 인도, 일본 등 5개국 20여 기관과 함께 “DNA 복제와 손상된 DNA의 복구에 관여하는 것으로 알려진 톤슬(TONSL) 유전자에 돌연변이가 있다”는 것을 찾아냈다. 톤슬 유전자는 DNA 복제와 손상된 DNA의 복구에 관여하는 것으로 알려진 단백질이다. 최근 새로이 발견되는 질병원인 유전자들은 게놈 프로젝트를 덕분에 찾아내기는 하지만 아직 그 기능이 충분히 연구되지 않은 경우가 많은데, 톤슬 유전자도 같은 경우에 해당한다. 

연구팀은 이번에 찾아낸 돌연변이가 해당 유전자의 기능을 어떻게 저하시키는지를 다양한 방법으로 입증했다. 나아가 이 돌연변이가 있는 동물모델에서는 배아 발달 과정부터 심각한 성장 및 발달 장애를 일으킨다는 것을 규명했다. 

이한웅 교수는 “이번 연구를 통해서 DNA 복제 및 DNA 손상복구 기전이 골격계 형성 과정에서도 중요한 역할을 한다는 것을 밝힐 수 있었다.”며 “질병의 정확한 정의가 가능해져 산전 진단 등 유전 상담의 길이 열리게 된 것도 큰 의미가 있다.”고 연구의 의의를 설명했다.

한편, 이 연구는 한국연구재단 포스트게놈유전체사업이 지원했으며, 유전학 분야 최고 권위의 저널 '미국인간유전학회지(American Journal of Human Genetics)' 최신호에 게재됐다.

[그림] 스포나스트림 이형성증 환자에서 발견된 돌연변이를 가지고 있는 질환모델 마우스를 제작. 

(위) 정상 유전자 서열, (아래) 질환모델의 돌연변이 서열

[그림] 돌연변이 유전자만 가지고 있는 마우스는 배아 발달이 정상적으로 이루어지지 못함. 

(왼쪽) 정상 마우스 배아, (가운데) 돌연변이 유전자와 정상 유전자를 모두 가지고 있는 마우스 배아, (오른쪽) 돌연변이 유전자만 가지고 있는 마우스 배아