▲ 실제 뇌전증 환자에서 검출된 뇌전증 유발 유전자 변이 (사진제공=한국보건산업진흥원)

1% 이내의 돌연변이도 정확히 찾아내는 유전자 분석기술이 성공적으로 개발돼 국내 정밀의료기술 분야에 청신호가 켜졌다. 이달 18일, 한국보건산업진흥원은 그 동안 국내에서 검출이 어려웠던 미세단위 돌연변이까지 찾아내는 유전자 분석방법 ‘리플로우(RePlow)’를 자체 기술력으로 개발했다고 밝혔다.

이는 연세대학교 의과대학 김상우 교수 연구팀과 KAIST 의과학대학원 이정호 교수팀과의 공동 연구를 통해 얻은 결실으로, 국내 유전자 분석기술의 수준을 세계적으로 입증하는 계기가 됐다. 금번 연구는 보건복지부 보건의료연구개발사업 지원으로 수행됐으며, 세계적 과학 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 저널에 3월 5일자로 게재됐다.

최근 인체 속 유전자 변이는 암을 포함한 다양한 유전질환 발병의 근본 원인으로 지목되고 있으며, 변이된 유전자의 정확한 검사 및 추출 또한 중요성이 커져가고 있다. 유전자 변이는 유전자를 구성하는 DNA의 염기서열이 여러 요인에 의하여 변형되는 현상으로, 염기서열이 달라지면 유전자가 생성하는 인체의 구성물질에 변화를 일으킨다.

근래 유전자 검사는 차세대 염기서열 분석기술(NGS) 개발 등을 통해 비교적 정확히 시행돼 왔다. NGS는 유전제 염기서열의 고속 분석 방법으로, 병렬처리를 통하여 DNA 전체영역의 서열을 빠르고 저렴하게 알아낼 수 있어 정확성이 높다. 하지만 검사 시 돌연변이가 극소량일 경우 실제 유전자 변이를 찾지 못하거나 변이로 오류 탐지되는 등 다양한 문제가 거듭 발생해왔다.

본 연구진은 공동연구 및 실험진행을 통해 1% 이내로 존재하는 돌연변이도 정확히 발견할 수 있는 유전자 분석 방법 ‘리플로우(RePlow)’를 개발하고 그 효과성과 우수함을 입증했다. 연구진은 정확한 검출 성공 여부를 가려내기 위해 표준물질을 직접 제작했고, 비교를 위해 세 가지의 서로 다른 염기서열법으로 실험을 진행했다.

그 결과, 기존 방법으로는 유전자 변이를 효과적으로 발견할 수 없음이 증명됐다. 연구진들은 최소 두 번 이상의 반복 실험을 통해 변이와 오류 탐지(error)를 구별해내는 분석방법을 새로이 개발했다.

이는 리플로우(RePlow)라 명명한 새로운 분석법을 통한 것이다. 연구진은 기존 방법에서 나타났던 오류의 99%를 제거할 수 있음을 입증하고, 과거 뇌전증 질병에서 찾을 수 없었던 0.5% 수준의 변이를 발견하는데 성공했다.

연구에 참여한 연세대학교 김상우 교수는 “유전자 변이 검사 결과는 환자의 치료와 직결되는 중요한 문제이므로 조금의 오류도 허용될 수 없는 부분”이라며, “향후에도 뇌신경 질환 등 보다 정밀한 검사가 요구되는 질병분야를 위해 유전자 분석기술 수준을 향상시켜 나가는데 최선을 다할 것”이라고 전했다.