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'인사이트' 주는 카이스트의 2가지 기초연구

입력 2017-08-25 14:28 수정 2017-08-31 18:29

바이오스펙테이터 김성민 기자

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고형암 유발 50개 돌연변이 '협력, 시너지 관계'...'뇌의 SVZ 부위에서 시작되는 체성 돌연변이가 뇌질환 원인'

▲조광현 카이스트 교수 발표모습

최근 염기서열분석(NGS) 방법의 발전에 따라 대규모의 개인유전체 분석이 가능해지면서 신약개발에 새로운 패러다임이 열리고 있다. 유전체정보를 근간으로 기존과는 다른 시각에서 질병을 이해하겠다는 시도다. 지난 21일 카이스트 의과학연구센터에서 진행된 ‘미래형 시스템 헬스케어 연구개발 사업 발표회’에서 기초 과학계에서의 이러한 움직임을 엿볼 수 있었다.

기초과학은 혁신신약이 나올 수 있는 원천이며 토대다. 산업계에서 인간에게 신약후보물질이 가진 유효성과 안전성을 끊임없이 검증한다면, 기초과학은 약이 없던 질환에 대해 새로운 해답을 제시할 수 있다. 질병의 메커니즘을 이해하는 새로운 시각을 산업계에 제공한다.

이날 진행된 발표 중 조광현 카이스트 바이오 및 뇌공학과 교수의 '시스템 헬스케어를 위한 질병 네트워크 모델 및 동역학 시뮬레이션 기초연구'와 이정호 카이스트 의과학대학원 교수의 ‘뇌질환 환자 맞춤형 유전체 분석 및 유전자 도입 시스템 개발’이라는 주제를 살펴봤다.

◇암화에 ‘협력’하는 암 유발 돌연변이(driver mutations)…”효율적 약물타깃 발굴가능”

종양에서 무작위적으로 생기는 돌연변이 사이에는 어떤 연관성이 있지 않을까? 이 연관성을 찾아내 환자 유전체에 따라 돌연변이 사이의 핵심 연결고리를 끊어준다면 더 유용한 약물치료가 가능할 것이다. 조광현 카이스트 바이오 및 뇌공학과 교수의 생각이다.

암세포는 정상세포로부터 출발한다. 유전체 상의 유전적변이가 그 시작점이다. 특정 유전자의 돌연변이로 종양화(tumorigenesis)가 일어날 경우 그 유전자를 암 유발 돌연변이(driver gene)이라 지칭한다. 종양이 만들어진 이후에도 몇 단계에 걸쳐 계속적으로 돌연변이가 축적된다. 이러한 과정을 거쳐 점점 악성화의 길로 들어서는 것이다. 혈액암에서는 10여개의 돌연변이가 고형암에서는 약 50개 정도의 돌연변이가 축적된다고 알려져 있다. 연구팀이 주목하는 대장암에서도 병기진행에 따라 KRAS, BRAF, TP53 등이 발현된다.

조 교수는 “아직까지 풀리지 않은 질문은 종양이 왜 이렇게 많은 변이를 필요로 하며, 이들이 실제 독립적으로 생기는 돌연변이인지 혹은 협력하는 관계인가”라며 “종양화 과정에서 특정 변이들 간의 상호작용을 이해함으로써 새로운 약물타깃을 찾을 수 있을 것”이라고 설명했다.

그는 물리학에서 나타나는 임계전이(percolation) 현상에서 힌트를 얻었다. 바둑판 모양의 전류판이 있다고 생각해보...

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