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크리스퍼, 4천개 이상 유방암 돌연변이 확인
2018-10-30 10:56:41
심현영
▲BRCA1은 유방암을 유발할 수 있는 해로운 돌연변이다(출처=123RF)

BRCA1은 유방암과 관련이 있는 유전자로, 해로운 돌연변이가 유전된 여성 중 60% 가량이 유방암에 걸리고 있다. 관련 분야 연구가들은 유전성 돌연변이를 확인하기 위한 방법으로써 크리스퍼(CRISPR)를 사용해 BRCA1 돌연변이를 조작하여 거의 4,000종 이상의 변이를 만들어낼 수 있었다.

워싱턴대학의 연구팀이 조작 실험을 실시한 결과, BRCA1 변이의 정확한 분류가 유방 조직의 세포 악성종양과 상관관계가 있다는 것을 확인했다.

크리스퍼로 조작한 VRCA1 변이

미국 국립보건원(NIH)에 따르면, 유방암 민감성 또는 BRCA 유전자가 유방세포 악성종양을 예방하는 데 필요한 정보를 제공하고 있다.

BRCA 유전자가 명령을 내리는 단백질은 비정상적인 세포 성장 및 확산을 억제할 수 있다. 따라서 돌연변이가 BRCA1 또는 BRCA2에서 발생할 경우 유방암으로 진행될 위험성이 있는 것이다.

한편, 워싱턴대학 연구팀은 크리스퍼 도구를 BRCA1의 유전 변이를 확인하기 위해 사용했다. 연구팀은 먼저 약 1,300개의 유전자로 결합된 DNA의 일부를 배치했다. 그 후, 3,893개의 돌연변이를 발생시킨 돌연변이의 수를 계산했다. 그리고 크리스퍼 도구를 사용해 해당 DNA의 조각을 사람 세포의 DNA에 붙였다.

그러나 BRCA1 유전자가 제 기능을 다하지 못하게 되어 파괴된 특정한 세포 유형에 해당 DNA 조각을 결합시켰다. 이 같은 세포 유형을 사용한 이유는 유전적 변이의 성장과 세포 생존에 대한 영향을 관찰하기 위해서다.

기능성 BRCA1 유전자가 들어 있는 세포를 돌연변이에 이식시키자 유전자가 파괴된 이후 생존하지 못했다. 반편, 기능성 BRCA 유전자가 없지만 돌연변이에 이식한 세포는 생존했다. 이 방법을 통해 세포사와 연관된 변이와 세포 생존과 관련된 변이를 구분할 수 있었다.

연구팀은 이 변이를 비교하여 169개의 돌연변기를 병원성으로써 표시할 수 있게 됐다. 169개의 돌연변이 중 162개는 비기능성이었으며, 2개는 기능성이었다. 그리고 나머지 5개는 기능성과 비기능성 중간으로 분류했다. 그리고 22개의 양성 돌연변이가 드러났다. 이 중 비기능성은 1개, 기능성 20개, 나머지 1개는 그 중간으로 분류됐다.

이번 실험에서 확인된 수많은 변이 중 하나는 VUS 돌연변이다. 과학자들은 결과를 확인할 때까지 이 변이를 BRCA1의 병원성 변이로써 간주했다.

“VUS가 체내에 있다는 것은 끔찍한 일이다. VUS는 실제로 병원성이기 때문에 수술을 받아야 하기 때문이다. 그러나 이후 VUS가 중립성이라는 사실을 확인할 수 있었다”고 메이요클리닉의 유방암 전문가 퍼거스 카우치 박사는 설명했다.

임상의들은 진단 결과를 사용할 수 있을까?

임상의들은 환자의 동의를 구한 후 실험실에서 배양한 세포의 유전적 변이 테스트 결과를 사용할 수 있었다.

카우치 박사에 따르면, 환자가 희귀 변이인 VUS를 가지고 있지 않다면 이 같은 결과를 적용할 때 어느 정도 주의를 기울여야 한다. 카우치 박사는 15년 이상 BRCA1 변이를 분석하고 어느 것이 유방암을 유발할 수 있는지 확인하기 위해 환자의 실제 데이터와 비교했다.

진단 방법으로써 적용하는 경우, 진단의들은 환자에게서 확인된 BRCA1 변이와 관련된 악성 종양을 확실히 증명할 수 있어야 한다. 이는 유방암의 원인에 따라 치료법에 각기 다르게 반응할 수 있기 때문이다. 부정확한 유방암 유형 진단은 질병 진행에 영향을 미칠 수 있다.

BRCA1을 조작한 연구팀은 유전자의 암호화 서열 분석을 완료할 필요가 있다. BRCA1 유전자에는 5,600개 염기 서열이 들어있으며 연구 결과로는 1,300개만이 확인됐다. 그리고 이번 연구는 BRCA2 유전자를 해결하지 못했다.

▲임상의들은 환자의 BRCA1 변이가 악성 종양과 관련이 있다고 확신한다(출처=123RF)

BRCA 유전자 돌연변이의 위험성

미국 국립암협회(National Cancer Institute)에 따르면, BRCA1 또는 BRCA2에 유전적 돌연변이가 있는 여성은 여러 가지 유형의 암에 걸릴 위험성이 높다.

NIH는 최근 해로운 BRCA1 돌연변이가 있는 여성 중 72%, 해로운 BRCA2 돌연변이가 있는 사람 중 69% 가량이 80세까지 유방암에 걸릴 가능성이 있다고 주장했다. 그리고 유해한 BRCA1 돌연변이를 물려받은 여성의 44%와 BRCA2 돌연변이를 유전 받은 여성 중 17% 가량이 난소암에 걸릴 가능성이 있다고 덧붙였다.

BRCA1 및 BRCA2 의 돌연변이는 유방암 및 난소암에 갈릴 가능성을 높인다. 이전 연구에 따르면, 나팔관과 복막에 생긴 암도 이 돌연변이와 관련이 있었다. 남성의 경우, BRCA 돌연변이는 유방 및 전립선 암 유발 가능성을 높인다.

의사들이 사용하는 유전 테스트는 종양 성장을 촉발하는 유전적 비정상을 발견하는 진단학적 도구다. 그러나 이 테스트는 질병을 유발하는 유전자에 의존하고 있다.

▲유전자 테스트는 종양 성장을 촉발하는 유전적 비정상을 확인하기 위해 사용하는 도구다(출처=123RF)

[메디컬리포트=심현영 기자]


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