유전자 변이 2.7만 개 분석…ATM 변이, 암 예측 '지표' 가능성

(서울=뉴스1) 김규빈 기자 = 암과 희귀질환 발병과 관련이 깊은 ATM 유전자에 대한 대규모 기능 분석이 이뤄졌다. 전체 단일 염기 변이 2만 7000여 개를 전수 평가한 것은 이번이 처음이다.

세브란스병원은 연세대학교 의과대학 약리학교실 김형범 교수·이광섭 강사·민준구 대학원생 연구팀이 ATM 유전자의 단일 염기 변이 2만 7513개를 전수 평가했다고 15일 밝혔다.

ATM 유전자는 체내 DNA 손상 발생 시 손상 부위를 인지하고 복구 경로를 활성화하는 핵심 유전자다. 이 유전자의 기능이 저하되면 유방암, 대장암, 췌장암 등 다양한 고형암의 발병 위험이 증가하고, 예후 또한 나빠질 수 있다.

연구팀은 ATM 유전자의 전체 단백질 코딩 부위(62개 엑손)에서 발생할 수 있는 단일 염기 변이 2만7513개를 수집해 분석했다. 이 가운데 2만3092개 변이는 프라임 에디팅(Prime Editing) 기반 세포 실험으로 기능을 직접 평가했고, 나머지 4421개 변이는 자체 개발한 인공지능 모델 'DeepATM'을 활용해 세포 생존에 미치는 영향을 예측했다.

각 변이가 세포 생존에 미치는 영향을 기준으로 유해성과 무해성을 높은 정확도로 구분할 수 있었다. 특히 영국 바이오뱅크(UK Biobank)의 약 50만 명 유전체·임상 데이터를 활용한 검증 결과, 연구팀이 판별한 유해 변이를 가진 사람은 그렇지 않은 사람보다 암 발병 위험이 약 1.4배 높은 것으로 나타났다.

해당 결과는 국제 유전자 변이 데이터베이스 ‘ClinVar’와 비교했을 때도 95% 이상의 일치율을 보였다. 또 기존 암 유전체 데이터(cBioPortal)를 재해석한 결과에서도 ATM 유해 변이 보유 여부에 따라 암 환자의 생존율에 유의미한 차이가 있는 것으로 분석됐다.

김형범 교수는 "이번 연구는 ATM 유전자의 수많은 변이 중 실제 해로운 변이를 대규모로 정확히 구분할 수 있는 기반을 마련했다"며 "앞으로 다른 유전자에 대해서도 유사한 분석이 가능해질 것이며, 정밀의료 실현에 크게 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.

한편 이번 연구결과는 국제학술지 '셀(Cell)' 최신 호에 게재됐다.

rnkim@news1.kr