흡연과 무관한 폐암유발 돌연변이, 유년기부터 발생한다

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KAIST-서울대 연구진, 138개 유전체 데이터 분석 결과…셀지 게재흡연자들이 담배를 피우는 모습. 2014.4.10/뉴스1
(서울=뉴스1) 최소망 기자 = 전 세계 암 사망원인 1위인 폐암의 주요 원인은 '흡연'이지만 간혹 흡연과 관계 없이 유전체 돌연변이 탓에 발생하기도 한다. 국내 연구진이 지금까지 밝혀지지 않았던 폐암을 유발하는 유전체 돌연변이의 원리를 규명해 주목을 받고 있다.

한국과학기술원(KAIST)은 주영석 의과학대학원 교수와 김영태 서울대학교 의과대학 흉부외과 교수 공동 연구팀이 138개의 폐 선암 사례의 '전장 유전체 서열 데이터'를 만들고 분석해 폐암을 일으키는 융합유전자 유전체 돌연변이의 생성 원리를 규명했다고 31일 밝혔다.

흡연은 폐암의 가장 큰 발병 요인이다. 그러나 비흡연자에게서 암 융합유전자 돌연변이로 인해 폐암이 발생하기도 한다. 융합유전자로 인한 환자는 전체 폐암 환자의 10% 정도를 차지하지만 돌연변이의 생성과정은 알려진 것이 없었다.

연구팀은 유전자 간 부분들을 총망라해 분석하는 '전장 유전체 서열분석 기법'을 사용했다. 138개의 폐 선암 사례를 전장 유전체 서열 데이터로 만들고 분석해 암세포에 존재하는 다양한 유전체 돌연변이를 찾았다. 흡연과 무관한 폐암의 직접적 원인인 융합유전자를 생성하는 유전체 구조 변이에 집중했다. 연구는 한국과학기술정보연구원(KISTI)의 슈퍼컴퓨터 5호기 '누리온'을 통해 이뤄졌다.

유전체 변이는 DNA의 두 부위가 절단된 후 서로 연결되는 단순 구조 변이와 DNA가 많은 조각으로 동시에 파쇄된 후 복잡하게 서로 재조합되는 복잡 구조 변이로 나뉜다. 연구팀은 폐암 발병 융합유전자의 70%가 복잡 구조 돌연변이에 의해 생성되는것을 확인했다.

연구팀은 복잡 구조 돌연변이가 폐암이 진단되기 수십 년 전인 유년기에도 발생할 수 있다는 사실을 확인했다. 세포 유전체는 노화에 따라 비교적 일정한 속도로 점돌연변이가 쌓이는데 연구팀은 이를 통해 특정 구조 변이의 발생 시점을 추정하는 기술을 개발했다. 융합유전자 발생은 폐암을 진단받기 수십 년 전, 심지어 10대 이전 유년기에도 발생할 수 있다는 사실을 확인했다.

이번 연구 결과는 비흡연자의 폐암 발생 원인 규명, 폐암 예방, 선별검사 정밀치료 시스템 구축 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

주영석 교수는 "암유전체 전장서열 빅데이터를 통해 폐암을 발생시키는 첫 돌연변이의 양상을 규명했다"면서 "정상 폐 세포에서 흡연과 무관하게 이들 복잡 구조변이를 일으키는 분자 기전의 이해가 다음 연구의 핵심이 될 것"이라고 말했다.

이번 연구는 KAIST 출신 이준구 박사와 박성열 박사과정이 공동 1 저자로 참여했으며, 31일 국제 학술지 '셀'(Cell) 온라인 판에 실렸다.

융합 유전자에 의한 흡연 무관한 페선암의 발암 과정.(KAIST)© 뉴스1

somangchoi@news1.kr

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