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자폐증을 야기하는 유전자 결함 동정

자폐증(autism)을 야기할 수 있는 유전자 수준의 세포 결함(cellular defect)이 미국 콜롬비아대학(Columbia Univ.)의 과학자들에 의해 동정됐다. 이번 연구 결과는 미국의 저명한 학술지 “사이언스(Science)”의 온라인 속보란인 “사이언스 익스프레스(Science Express)”, 1월 27일자(doi : 10.1126/science.1107470)에 소개됐다.

연구 결과의 요지는 뉴로리진(neuroligin)이란 유전자에 결함이 동반되면 자폐증이 발병할 수 있다는 것이다. 뉴로리진은 신경세포접합부(synapse)의 구성 인자로 신경세포접합부는 뇌에서 개벌 신경단위세포(neuron)를 연결하는 고리 구실을 담당한다. 연구진은 신경세포접합부에서 뉴로리진이 제거될 경우 신경단위세포 사이의 연결 고리가 제대로 형성되지 못하면서 신경세포 기능에 불균형이 야기된다는 사실을 확인했다. 그 결과 자폐증 같은 신경발달 결함이 야기된다는 것이다.

과거에도 자폐증 환자에서 뉴로리진 유전자 결함을 발견한 사례는 있었다. 그러나 뉴로리진 기능의 중요성을 이해하는 수준까지 나아가지는 못했다. 연구진은 쥐의 신경세포를 대상으로 한 일련의 실험을통해 뉴로리진이 결핍되면 신경단위세포 사이의 연결 상태가 변하면서 자폐증 소아의 신경세포 연결 상태와 유사한 상황이 유도된다는 것을 확인할 수 있었다.

뇌에 존재하는 신경단위세포는 크게 두 가지 유형의 신호를 입력받는데 하나가 흥분 신호(excitatory signal)이고 다른 하나가 억제 신호(inhibitory signal)이다. 뉴로리진 유전자는 이 두 가지 유형의 신경세포접합부 신호 사이의 균형을 유지시키는 기능을 담당한다. 뉴로리진의 기능이 상실되면 두 신호 가운데 억제 신호의 기능이 약화되면서 흥분 신호가 상대적으로 과도해지게 되며 그 결과 자폐증과 같은 상태가 발생한다는 설명이다.

과학 기술이 하루가 다르게 발전하고 있지만 뇌 과학의 경우에는 신경단위세포들이 서로 연결되는 구체적인 기작도 완전히 이해하지 못하고 있는 것이 현실이라고 한다.

세포 수준에서 자폐증 발병 과정을 규명한 이번 연구 성과의 1차적인 의의는 새로운 자폐증 치료법 개발 가능성을 높였다는 점에서 찾을 수 있다. 그러나 신경세포 사이의 연결 고리 형성에 중요한 인자를 동정했다는 의의 또한 중요한 것으로 평가된다.

정보제공 : 한국과학기술정보연구원

자폐증 관련 변이유전자 발견

미국 연구진

자폐증과 강력한 연관이 있는 것으로 믿어지는변이유전자가 발견되었다.

미국 뉴욕에 있는 마운트 시나이 의과대학의 조지프 벅스바움 박사는 의학전문지 ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''정신병 저널'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' 4월호 인터넷판에 발표한 연구보고서에서 제2번 염색체에 있는 유전자(SLC25A12)의 두가지 변이형 중 최소한 하나를 가지고 있으면 자폐증에 걸릴 위험이 매우 높다는 사실이 밝혀졌다고 말했다.

벅스바움 박사는 자폐아가 있는 4백11개 가계를 대상으로 실시한 유전자 분석결과 197개 가계가 최소한 부모 중 한 사람이 이 두 변이유전자 중 최소한 하나를가지고 있는 것으로 나타났다고 밝혔다.

이 결과는 이 유전자가 다른 유전자의 발현을 변경시키는 변경성 유전자(modifying gene)라기보다는 자폐증 위험을 가진 이환성 유전자(susceptibility gene)임을보여주는 것이라고 벅스바움 박사는 말했다.

벅스바움 박사는 또 이 유전자가 생산하는 단백질은 세포 안에서 세포활동에 필요한 에너지를 만드는 ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''발전소''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''인 미토콘드리아의 기능에 중요한 역할을 하기 때문에 이 단백질의 변화는 미토콘드리아 기능에 변화를 일으킬 수도 있을 것이라고 밝혔다.

따라서 자폐증은 미토콘드리아 기능 장애와 연관이 있는지도 모르며 만약 그렇다면 자폐증의 치료법도 여기서 찾아야 할 것이라고 벅스바움 박사는 말했다.

벅스바움 박사는 특정 유전자의 변이가 자폐증의 유일한 원인은 아니지만 자폐증을 촉진하는 것으로 생각된다고 덧붙였다.

정보제공 : 한국과학기술정보연구원

자폐증 유전자

자폐증(autism)에 대한 감수성(susceptibility)을 높이는 유전자가 미국의 과학자들에 의해 동정됐다. 연구 결과는 학술지 “미국정신병학지(American J. of Psychiatry)”, 4월호(161권, 4호, 662-669)에 게재됐다.

과거에도 하나의 가계(family)에서 자폐증과 관련된 희귀성 유전자 돌연변이(genetic mutation)를 동정해 발표한 연구 사례가 있었다. 그러나 이번 연구에서 동정한 SLC25A12란 유전자는 411개의 가계를 조사해 확인되었다는 점에서 다른 선행 연구 사례와 큰 차이가 있다. 이처럼 자폐증과 깊은 관계를 맺는 유전자를 동정한 사례는 이번이 처음이다.

자폐증이나 자폐성 장애는 1000명당 한 명꼴로 발병한다고 알려져 있다. 정신질환 가운데 유전적 원인과 가장 깊은 관계를 맺을 것으로 의심을 받아온 질병이 바로 자폐증이기 때문에 다른 어느 정신병보다 유전적 차원의 연구가 많이 시도되어 왔던 편이었다. 한 예로 하나의 가계에 자폐아가 한 명 발생한 경우 다른 아이가 자폐아일 위험은 그렇지 않은 집안에 비해 50배에서 100배까지 높은 것으로 알려져 있다.

자폐증이 유전자와 긴밀한 관계가 있는 것은 분명하지만 문제는 관련 유전자 동정이 쉽지 않다는 것이다. 여러 가지 이유가 있겠지만 결정적인 것은 관여하는 유전자가 하나가 아니라는 점이다. 현재까지 제기된 가설 가운데 가장 유력한 경우를 살펴보더라도 약 다섯 가지에서 열 가지의 유전자 돌연변이가 축적되어야만 자폐증 발병이 가능하다고 알려져 있다.

이번 연구는 선행 연구를 통해 자폐증 관련 유전자가 존재할 가능성이 높을 것으로 지목된 2번 염색체를 집중적으로 조사했다. 그 결과 자폐증에 유독 많이 동반되는 유전자 이상을 발견하게 되는데, 그것이 바로 SLC25A12 유전자이다. 이 유전자는 ATP(adenosine triphosphate) 생산에 관여하는 미토콘드리아(mitochondria) 단백질을 발현시킨다. ATP는 자동차로 치면 연료에 해당하는 분자 물질이기 때문에 과소 생산이나 과다 생산으로 인해 신진대사 이상이 야기될 수 있다.

연구진이 동정한 SLC25A12 유전자 이상은 ATP 생산에 관여하는 단백질 발현을 증폭시키는 방향으로 작용한다. 뇌는 다른 어느 신체 기관보다 에너지 소비가 많은 것으로 알려져 있다. 그리고 비정상적인 ATP 형성에 따른 영향에 특히 민감한 경향을 보이기도 한다. 구체적인 작용 기작이나 대사 경로는 아직까지 불분명하지만 이 같은 이유로 SLC25A12 유전자 이상이 자폐증에 영향을 미친다는 설명이다.

정보제공 : 한국과학기술정보연구원