<송완호 과학기술정보통신부 기초연구진흥과장>
안녕하십니까? 과기정통부 기초연구진흥과 송완호 과장입니다.

먼저, 현장에서 그리고 e-브리핑 통해서 참석해 주신 기자분들께 감사의 말씀 올립니다.

오늘 브리핑할 내용은 3월 27일 목요일 새벽에 네이처지에 게재되는 연세대학교 김상우 교수님의 연구 성과가 되겠습니다. 교수님의 연구 성과는 그동안 밝혀지지 않은 선천성 척추이분증의 유전적인 원인을 세계 최초로 규명했다는 측면에서 학문적 의미가 매우 큽니다.

앞으로 선천성 척추 질환의 예방법 개발과 자폐증과 같은 다른 유전 질환의 원인 규명에 큰 도움이 될 것으로 기대합니다.

부연의 말씀을 좀 더 올리겠습니다.

기초연구는 가시적인 성과 측정이 어렵고, 또 결과가 나오는 데 오랜 시간이 필요하기 때문에 지속적이고 장기적인 지원이 필요합니다. 사실 오늘 발표할 연구 결과 또한 우리 김상우 교수님께서 수년간 꾸준히 연구를 이어 온 끝에 달성한 의미 있는 성과입니다.

과기정통부는 새로운 지식의 탐색과 축적 그리고 확장이라는 기초연구 본연의 목적에 충실한 지원체계를 바탕으로 앞으로도 우리 연구자분들이 연구에 더욱 전념할 수 있는 환경을 조성하기 위해 노력하겠습니다.

연구 업적 및 성과에 대한 자세한 내용은 우리 김상우 교수님께서 설명해 주시겠습니다. 감사합니다.


<김상우 연세대학교 의과대학 교수>
안녕하십니까? 연세대학교 의과대학의 김상우 교수입니다.

먼저, 이렇게 저의 연구 성과를 소개할 수 있는 자리를 만들어 주셔서 감사드리고 이 자리에 참석해 주신 기자님들께도 감사의 말씀드립니다.

제가 오늘 발표드릴 내용은 선천성 척추이분증의 유전적 원인을 규명한 연구 성과입니다. 본 성과는 과학기술정보통신부 그리고 연구재단의 기초연구 지원사업을 통해서 이루어졌습니다. 다시 한번 감사드립니다.

척추이분증이라는 질환은 아이가 태어날 때 바로 확인할 수 있는데 아이의 척추가 정확히 닫히지 않아서 생기는 질환입니다. 태아에서 발생 과정에서 척추가 제대로 닫히지 않으면 사진에 보이시는 대로 척추의 사이로 신경 그리고 척수, 뇌척수액 그리고 척수신경 그리고 내척수막이 튀어나와서 이렇게 주머니 같은 모양을 형성하는데 이것은 바로 확인할 수가 있습니다.

이런 질환은 약 3,000명에 1명꼴로 생기고 있어서 희귀질환이긴 하지만 이러한 질환 축에서는 제법 흔한 질환이라고 말할 수가 있습니다. 이것을 가진 환자들은 여러 가지 장애를 같이 가지고 있는데 수두증이라고 해서 뇌척수액에 의해서 뇌압이 상승하는 그런 질환을 같이 가지고 있고, 또 발달장애나 배뇨장애를 평생 가지게 됩니다. 그리고 일부의 환자는 자기 혼자 걸을 수가 없게 됩니다.

바로 사망에 이르는 것은 아니지만 이러한 환자들이 평생 돌봄을 받아야 되고 그러한 사회적, 그다음에 경제적 비용도 굉장히 높은 질환이라고 볼 수가 있습니다.

실제 이런 질환을 가진 환자의 모습입니다. 등 쪽에 보시면 제가 말씀드린 주머니가 요추, 그다음에 흉추 쪽에도 있는 것을 볼 수가 있고 이런 환자들의 경우 또 실제로 살... 피부 밖으로 신경이나 이런 것들이 튀어나와 있기 때문에 응급하게 수술을 하지 않으면 자칫 감염이 되어 사망에 이를 수도 있어서 태어난 지 보통 48시간 내에 수술을 진행합니다.

이러한 척추이분증의 원인이 무엇인가에 대해서는 다른 질환과 마찬가지로 크게 유전적 원인과 환경적 원인으로 나누어서 우리가 생각해 왔습니다. 그중에서 환경적 원인이 더 많이 밝혀져 있는데요. 환경적 원인 중 가장 큰 원인은 우리가 비타민B9, 흔히 엽산이라고 불리는 그러한 물질입니다.

엽산, 임신부가 엽산 섭취가 부족하게 되면 이러한 척추이분증에 걸릴 확률이 많이 올라간다는 것이 이미 대규모 연구를 통해 밝혀져 있었고요. 이를 감소시키기 위해서 많은 나라에서 임신부들에게 이러한 엽산 섭취를 장려하는 엽산 섭취 강화 프로그램을 돌리고 있고 우리나라도 그중의 하나인 것으로 알고 있습니다.

실제로 이러한 엽산 섭취 강화를 통해서 많은 나라에서 이러한 척추이분증의 발병률이 현저하게 줄어든 것을 관찰할 수가 있었습니다.

그럼에도 불구하고 엽산 섭취가 충분해도 여전히 많은 아이들이 이러한 척추이분증을 가지고 태어나고 있기 때문에 이는 환경적 원인이 아닌 유전적 원인도 함께 있을 거라는 것을 더 확신하게 되었습니다.

유전적 원인을 밝히는 가장 쉬운 방법 중의 하나는 동물에서 특정한 유전자를 knockout, 즉 삭제시키고 어떠한 질병이 나타나는지를 보는 것인데요. 대규모 마우스, 쥐 실험에서 여러 유전자들에 knockout을 시켰을 때 실제로 이렇게 척추이분증의 모습을 보이는 것을 관찰할 수가 있었습니다.

문제는 그러한 유전자가 하나가 아니라 수백 개의 유전자가 이런 같은 질환을 일으킨다는 것인데요. 그 말은 어떤 특정한 유전자가 원인이라고 지목할 수가 없다는 그런 문제를 만듭니다.

또한, 그리고 이렇게 동물 실험을 통해 밝혀진 유전자들은 이상하게도 인간에게서는 거의 나오지 않아서 인간의 유전적 원인이 무엇인가에 대해서는 아직까지 거의 밝혀진 바가 없었습니다.

인간에서 이러한 원인을 찾기 어려운 이유는 크게 두 가지 정도라고 볼 수 있는데요. 우리가 그동안 많은 유전적 희귀질환에서 특정한 유전자를 밝혀낸 다양한 방법은 가계도를 조사하거나 대규모 환자 코호트를 조사해서 어떠한 유전자들이 더 빈번하게, 자주, 여러 명에서 나오는가를 관찰하는 것입니다.

그런 경우들에게서는 정확한 원인 유전자가 밝혀졌었는데요. 이러한 척추이분증 같은 경우은 좀 전의 쥐 실험과 마찬가지로 사람에게서 반복적인 유전자 변이가 발견되지 않고 서로 다 다른 유전자 변이가 발견되기 때문에 이것은 어떤 특정한 유전자가 원인이라고 말을 할 수 없는 그런 어려움에 봉착하게 되었습니다.

두 번째는 이러한 유전자 변이들은 주로 부모에게서 물려받는 유전변이를 조사하게 되는데요. 그러나 이런 척추이분증의 경우는 실제 이 질환을 가진 환자가 다음 세대로 자기 유전자를 건네줄, 성공적으로 건네줄 수 있는 그런 확률이 떨어지는 질환이기 때문에 계속해서 세대를 걸쳐서 그 유전자가 존속되지 않을 것이라는 점에 있습니다.

그래서 이것은 부모에게서 없는 유전자가 어떤 아이가 새로 태어날 때 원래 없었던 유전변이가 갑자기 새로 나타나는 유전변이 모습을 띠고 있을 거라고 저희가 가정하였고, 이러한 변이들을 우리가 'de novo 유전변이'라고 합니다. de novo라는 뜻은 de는 of란 뜻이고 novo는 new란 뜻이어서 of new, 즉 부모에게서 없던 새로운 유전변이가 아이에게서 갑자기 나오는 그러한 것을 칭합니다.

저희는 de novo 유전변이가 아주 직접적으로 연관이 있을 것이라고 생각을 했고 미국 UC 샌디에고의 조셉 글리슨 교수님과 함께 보았던 그런 대규모 전 세계 환자 코호트에서 이런 de novo 유전변이를 찾으려고 노력을 했었습니다.

총 851명의 환자와 그 부모님으로 이루어진 대규모 코호트 데이터에서 유전체 데이터 분석을 통해서 어떠한 유전변이가 환자에게 새로 태어나는지를 밝히기 위한 분석을 진행하였습니다.

실제 이런 분석을 진행하였을 때 저희가 우려했던 대로 이 환자들에게서 나온 유전변이가 전부 다 제각각인 상황을 발견하였고, 실제 5명의 환자를 제외하고는 전부 다 다른 변이가 있었습니다.

그래서 원인을 바로 밝히기 어려운 문제가 재현이 되었는데, 저희가 그동안 한국에서 구축한 대규모 유전자 변이 분석기법, 특히 네트워크를 활용한 분석기법을 통해서 이러한 유전, 서로 다른 유전변이가 어떠한 공통점을 가지고 있는지를 집중하였고 그 결과 우리가 하나의 유전자가 아니라 특정한 어떤 생물학적 기능의 그런 공통점이 있을 것이라고 생각하게 돼서 그 공통점을 밝히는 쪽으로 연구를 진행하였습니다.

그렇게 해서 밝혀진 공통 기작이 총 5가지가 있었는데 그중에서 저희는 가장 2개, 여기 동그라미가 쳐져 있는 2개가 더 핵심적인 역할을 할 것이라고 지목을 하였습니다. 그것은 세포골격을 이루는 어떤 세포 내에 섬유를 만들어 내는 액틴사이토스켈레톤이라는 것과 마이크로튜블이라는 것이 있는데요.

이것은 세포가 골격을 유지하는 데도 사용되지만 세포가 이동을 하거나 할 때 세포 바깥으로 이러한 섬유가 나오면서 이동할 때도 쓰이고 바깥에 어떤 물질이 있는지 센싱하는 데도 사용되는 그런 기작입니다. 이런 기작이 망가졌을 때 척추이분증이 발병한다는 것을 저희가 이번에 밝혀내게 되었습니다.

원래는 저희가 신경관이 닫히는 모습을 동영상으로 제가 삽입을 했었는데 지금 플레이가 쉽지 않을 것 같다는 생각이 듭니다. 이 모습이 그냥 간단한 10초짜리, 15초짜리 모습인데요. 신경관이 이렇게 판이었다가 실제로 이렇게 동그랗게 말리면서 이게 안으로 척추가 형성되거든요.

그 말리는 과정에서 가장 마지막에 끝끼리 붙는 그때에 조금 전에 말씀드린 세포 내의 섬유질들이 튀어나와서 이를 단단하게 결합을 시켜주는데 아마도 거기에 영향을 미쳐서 신경관이 제대로 닫히지 않고 척추이분증이 생겼을 것이라고 합리적으로 예측을 할 수가 있습니다.

실제로 이렇게 발견된 다양한 유전자들을 개구를 이용해서 검증했을 때 이렇게 신경관이 닫히지 않는 척추이분증의 모습을 다시 보이는 것을 기능적으로 검증하였습니다. 그래서 유전자들을 발견할 수가 있었습니다.

연구의 의의를 마지막으로 정리해 드리면 이렇게 척추이분증은 우리가 흔히 알던 희귀질환처럼 어떤 단일 유전자가 망가져서 생기는 것이라고 지목을 할 수 없는 그런 유전변이였고, 또한 부모로부터 물려받지 않는 변이, 환자로부터 새로 생기는 변이기 때문에 그동안 밝혀지지 않았었는데 저희가 이것을 밝힐 수 있었고, 또 이러한 변이들의 기능의 연관성을 대규모 유전자, 유전체 분석과 그다음에 네트워크 분석을 통해서 기능에 대해서 우리가 특정을 할 수가 있었다는 점입니다.

그리고 이것이 활용된다면 우리가 기능, 연관된 기능을 알았기 때문에 엽산과 마찬가지로 이런 기능을 강화할 수 있는 물질들을 우리가 밝혀낼 수 있다면 또 임신부들이 그런 물질들을 섭취함으로써 척추이분증을 앞으로 예방할 수 있는 그런 방향을 제시한 것에 의의가 있다고 말씀드릴 수 있겠습니다.

앞에 과장님께서 설명해 주신 것처럼 저는 2019년, 2018년부터 꾸준히 기초연구사업을 수행하면서 대규모 유전체 분석 기술을 개발하였고 저희가 원천기술들을 개발하면서 유전체 분석에 있어서는 감히 세계적으로도 저희가 굉장히 잘한다고 말씀드릴 수 있고, 그러한 유전체 분석 기술과 해외에서 수집한 대규모 환자 데이터가 만났을 때 이렇게 새로운 사실을 밝혀낼 수 있다는 것을 말씀드리고 싶습니다.

마지막으로, 논문은 27일에 공개돼... 이렇게, 이러한 모습으로 공개가 될 것이고요. 저희가 미국 공동연구진과 찍은 사진인데 앞으로도 이렇게 저희 분석 기술과 또 해외의 기능 검증이나 코호트들이 함께 손을 잡고 좋은 연구들을 계속 진행할 수 있었으면 하는 바람입니다.

이상으로 브리핑을 마치겠습니다. 감사합니다.


[질문·답변]
※마이크 미사용으로 확인되지 않는 내용은 별표(***)로 표기하였으니 양해 바랍니다.

<질문> 잘 들었는데요. 그러니까 신경관이 닫힐 때 그 부분에서 세포가 나와서 잘 결합이 안 됐을 경우에 그 관이 형성되지 않아서 향후에 출산했을 시에 튀어나온다는 개념일 텐데 그렇다면 그 닫힐... 그때 잘 지켜줘야 되는 게 관건인 거잖아요. 그게 단순히 기존에 했던 엽산을 복용하는 그 정도 수준에서 그동안은 많이 했었는데 그런 약물로써 대응만 할 수 있는 건지 그게 궁금하고요.

그리고 아까 전에 말씀하신 것처럼 제2의 엽산이 필요하다면 그런 쪽으로 상용화하기 위해서는 어떤 방향으로 틀어서 연구를 해야 되는 것인지 이게 궁금합니다.

<답변> (김상우 연세대 의과대학 교수) 신경관이 닫히는 것에 대해서는 제가 아직 자세히 설명은 못 드렸는데 굉장히 복잡한 과정입니다. 수백 개의 유전자가 참여하고 있고 그 기능과 세포들이 굉장히 조화를 이루어서 만들어내는 굉장히 정교하게 설계된 과정이기 때문에 조금만 틀어져도 신경관이 우리가 생각하는 대로 올바르게 닫히지 않고 어딘가에 구멍이 나는 것이겠죠.

그래서 그러한 신경관이 닫히는 그런 각각의 과정에 대해서 우리가 보강할 내용들이 굉장히 많을 것이라고 생각합니다. 좀 전에 말씀드린 것처럼 세포 섬유 같은 그런 액틴 같은 부분 이외에도 저희가 밝혀진, 밝혀낸 5가지 정도의 그런 기능들에 도움을 줄 수 있는 그러한 물질들을 찾아야 되는데요.

저희가 결손을 확인했기 때문에 임신 중에 그러한 어떤 물질들이 거기에 영향을 미칠 수 있는지를 실험하는 것은 상당히 사실 어려운 일이라고 볼 수 있습니다. 특히, 인간의 태아에게서 실험을 해야 되는 그런 과정이 있기 때문에 일단은 동물 실험 등을 통해서 실제로 이런 유전변이가 있는 상태에서 어떠한 물질을 투여했을 때 발병률을 낮출 수 있는지를 먼저 확인해 봐야 되는 과정이 필요하고 그렇게 개발된 물질들이 인간에게서 효용이 있는지를 밝혀내는 과정이 필요할 것으로 생각됩니다.

<질문> 발표 잘 들었습니다. 전 세계 851명 환자와 이렇게 유전자 대규모 연구를 하셨는데 척추이분증 분야에서 이렇게 대규모로 유전자 분석을 한 연구가 이번이 처음인지 궁금하고요. 왜, 이전에 사례가 있었는지 궁금하고요.

그리고 그 중간에 네트워크 분석이 이번 연구에서 되게 중요한 역할을 한 것 같은데 그 부분에 대해서 좀 더 구체적으로 설명해 주시면 감사하겠습니다.

<답변> (김상우 연세대 의과대학 교수) 맞습니다. 전 세계에서 이루어진 척추이분증 연구 중에 가장 큰, 압도적으로 가장 큰 규모라고 볼 수가 있습니다. 아마 그전의 연구들은 제가 확인했을 때 수십 명 정도의 환자까지는 있었고 그 환자들의 경우에도 de novo 유전변이를 찾으려면 우리가 부모님 유전자를 같이 봐야 되거든요, 그래야지 부모님에는 없었고 환자에게서 새로 생겼는지를 알 수가 있기 때문에. 그래서 대부분의 기존 연구들은 de novo를 생각하지 못했기 때문에 부모님의 유전자 데이터가 없는 상태에서 환자만으로 이루어졌던 것이 가장 큰 차이라고 볼 수 있겠습니다.

그다음에 네트워크 분석 부분은 제가 사실은 설명이 너무 길어질까봐 제외하였는데 실은 크게 보면 이렇습니다. 유전자가 서로 다 다르지 않습니까? 유전자가 굉장히, 몇백 개가 나왔다고 하면 걔네들이 어떤 공통점을 가지는지를 분석해야 되는데 사실 우리 몸의 유전자들이 서로서로 다 이미 연관성을 가지고 있습니다. 'A 유전자와 B 유전자는 서로 결합해서 같은 기능을 한다, 같은 기능에 참여한다' 같은 유전자 간의 상호작용이라고 보통 부르는데요. 그 상호작용들이 어느 정도는 알려져 있습니다.

그러한 알려진 상호작용 내에서 저희가 발견한 유전자 세트가 어떤 모습으로 서로 얽혀 있는지를 보는 것이 네트워크 분석의 가장 큰 부분이라고 말할 수 있겠고요. 이러한 네트워크 분석을 확장하였을 때 심지어는 우리가 환자에서 직접 관찰하지 못했던 유전자들도 새로 찾아낼 수가 있습니다, 그런 연관성을 통해서.

그래서 그렇게 유전자들을 확장하였을 때 좀 전에 보여드린 5가지 기능이 밝혀진 것이고 네트워크 분석을 진행하지 않으면 그런 기능까지 우리가 밝혀내기는 어렵습니다. 그래서 네트워크 부분이 중요하다고 말씀드릴 수 있겠습니다.

<질문> (온라인 질의 대독) 온라인으로 들어온 질문 제가 대신 읽어드리겠습니다. 조선비즈 기자님 질문인데요. 첫 번째는 유전자 분석 대상에, 대상 환자와 가족에 한국인은 없었는지, 한국인만의 특수한 유전적 요인이 병의 발병에 영향을 줄 가능성은 없는지, 이거 하나와요.

지금, 이건 아까 살짝 답변을 하신 것 같기도 한데 지금은 척추이분증 발병을 사전에 진단하거나 알아낼 방법이 없는지, 이번 연구 성과를 바탕으로 태아 상태일 때 척추이분증 발병을 사전에 진단하는 게 가능한 건지, 가능하다면 언제쯤 진단법이 나올 수 있을까요? 이렇게 질문 주셨습니다.

<답변> (김상우 연세대 의과대학 교수) 제가 알기로 이번 850명의 환자 가족에는 한국인은 포함되지 않았습니다. 주로 미국, 그다음에 중남미, 그다음에 중동 환자들이 포함돼 있었고 이것은 미국 공동연구팀이 약 10년 전부터 준비해 오던 그런 코호트였는데 한국인이 특정... 한국인을 특별하게 더 모집하지는 않았던 것으로 알고 있습니다.

다만, 한국에도 많은 환자들이 있는 것으로 알고 있고 많은 병원 의료기관의 분들이 이런 환자들을 모집하고 있고 앞으로도 모집할 것으로 생각되어서 본 연구를 한국인에게 적용하는 그러한 후속 연구는 당연히 진행할 것으로 계획하고 있습니다.

두 번째, 진단에 대해서는 제가 알기로 사전에 진단하는 방법은 어느 정도는 이미 나와 있습니다. 왜냐하면 태아 상태에서 그렇게 이미 주머니가 있는 게 보여지거든요. 그리고 몇 가지 물질들을 통해서도 우리가 진단을 하듯이 예측할 수 있는 방법은 있는 것으로 알고 있습니다.

다만, 이게 유전적으로 어떤 유전자가 태아에 존재하는지를 밝히는 방법들이 앞으로 진행될 것 같은데요. 간단하게는 우리가 산전양수검사... 산전진단, 비침습적산전진단(NIPT)라고 하죠. 그걸 통해서 산모의 혈액을 통해서 태아의 유전자 돌연변이를 알아낼 수가 있습니다. 그렇게 했을 때 태아에 어떤 유전자 돌연변이가 있는지를 알아내면 척추이분증에 관계된 이번에 밝혀진 유전변이가 존재하는지 알아낼 수 있는 진단기술로 발전할 수 있는 가능성이 있다고 보이고요.

더 나아가서 이것은 윤리적으로 맞는지는 모르겠지만 아예 태아가 태어나기 전에 부모의 생식세포들에 존재하는 유전변이를 먼저 밝히고 수정을 하는 그런 과정이 나중에라도 생긴다면 당연히 그 과정에서 태아가 앞으로 이러한 질병을 가질 위험이 있는지를 밝혀낼 수 있는 그런 예방법이 될 수 있을 것 같습니다.

<질문> (온라인 질의 대독) 가능하다면 언제쯤 진단법이 나올 수 있는지는 답변하기 어려우실까요?

<답변> (김상우 연세대 의과대학 교수) 기술적으로는 사실은 그렇게 어렵지 않다고 생각합니다. 아까 말씀드린 비침습적산전진단 같은 경우에는 굉장히 성숙해 있는 기술이고, 물론 대부분 다운증후군 같은 염색체 이상을 지금 보고 있긴 하지만 이러한 단일 유전자 서열변이들도 어느 정도는 찾기 시작하기 때문에 저는 기술적인 문제보다는 이거를 우리가 실제로 제품화하거나 할 수 있는 여러 규제들이나 또는 여기에 얽혀 있는 윤리적인 문제들이 조금 더 풀기 어려울 것이라고 생각하고 있습니다.

<질문> 추가로 다시 하나 여쭤보는데요. 방금 말씀하신 것 중에서 사실 태아를, 아이를 낳기 위해서는 먼저 부모가 아무런 상황, 기본적으로 유전자를 검사하거나, 자기 거를 검사하거나 하진 않잖아요.

그런 일반적인 상황은 좀 어렵겠지만 인공수정이라든지 이런 어떤, 그런 부분들을 할 때는 사실상 정자와 난자를 인공수정 하는 그런 과정이 있잖아요. 그럴 때는 이런 거를 조금 더 검사할 수 있는 그런 게 있지 않을까 싶은데 그런 게 혹시 제도적으로 규제가 있는 것인지, 그런 부분에 규제가 있는지 그게 궁금합니다.

<답변> (김상우 연세대 의과대학 교수) 사실 그 파트는 제가 답변드리기 조금 죄송한 게 제가 그 규제에 대해서 전문가는 아니거든요. 기술적으로는 사실은 저는 가능하다고 생각합니다. 그런데 규제에 대해서는 사실은 제가 잘 모르는 상태에서 답변드리는 게 잘 안 될 수 있기 때문에 그 부분은 조금 넘어가고요. 기술적으로는 제가 보기에는 충분히 성숙했거나 성숙해지고 있는 과정, 눈에 보이는 정도의 수준에 이르고 있다고 볼 수 있습니다.

<질문> (온라인 질의 대독) 조선비즈 기자님 추가 질문 주셨는데요. 미국과의 공동연구인데 NIH 예산 삭감이 후속연구에는 영향을 주거나 하지 않을지, 현장에서 느끼는 게 있으신지도 궁금합니다.

<답변> (김상우 연세대 의과대학 교수) 그 예산 삭감 같은 경우는 최근에 이루어져서 아직 한국과의 공동연구에 직접적인 영향을 미치는지 파동은 저희가 아직 피부로 느끼지는 못하는데 충분히 예상 가능한 상황입니다.

그래서 대표적으로는 연구비 자체 문제, 그다음에 공동연구를 하기 위한 인력 문제, 그다음에 공동연구를 하다 보면 한국인 연구자가 미국으로 파견을 가기도 하고 그렇게 하기도 하는데 그런 부분에서 슬슬 지금 문제가 생기고 있다고 보고 있습니다.

그래서 그 부분에 대해서는 당연히 영향을 미칠 것 같은데 기존에 이렇게 셋업이 잘돼 있는 연구팀 같은 경우는 분명히 방법을 찾을 수 있을 것이라고 생각하고 새로 연구팀을 꾸리는 데 있어서는 조금 문제가 있지 않을까, 이런 생각을, 예상은 하고 있습니다.

<질문> 제가 전문 분야가 아니다 보니까 조금 어려워서 그러는데요. 저희 척추이분증 돌연변이 핵심 기능 5개 가운데 2개에 집중을 하셨잖아요. 그 2개에 집중하신 이유를 조금 더 자세히 설명해 주셨으면 좋겠고 나머지 3개 기능에 대해서도 연구를 따로 하셨는지 궁금하고요.

하나 더 여쭤보면 이게 결국에는 자폐증이나 이런 연구에도 활용 가능성이 크다, 라고 말씀하셨는데 자폐증 연구에는 어떤 식으로 활용이 가능할지 예측이 되시는 게 있으면 설명 부탁드리겠습니다.

<답변> (김상우 연세대 의과대학 교수) 5개 기능은 제가 보여드린, 사실 이 자리에서 다 말씀드리기가 좀 어려운 상황이었는데 일단 2개에 집중한 이유는 정말 저희는 통계적인 분석 기법에 따라서 통계적인 이런 유의성이 그 둘에서 가장 크게 나타났기 때문입니다. 굉장히 기계적인 절차고요.

나머지 3개 원인 Netrin-1 signaling이나 그다음에 chromatin modification이나 그다음에 lipid metabolism, 지방 메타볼리즘 같... 대사 같은 경우들은 일단 조금 더 일반적인, 질환과 너무 관계가 있다기보다 조금 더 일반적인 텀이기 때문에 어떤 그런 기능을 집어서 말하기는, 그 뒤 후속으로 검증하기는 사실 조금 더 어려운 면도 있습니다.

다만, 그럼에도 불구하고 거기서 나타난 핵심 유전자 몇 개들은 저희가 검증 실험에서 검증했기 때문에 실제로 나머지 기능들에 대해서도 연관이 있을 것이라고 확신하는 데는 크게 어려움이 없습니다.

그다음 질문이 뭐였죠? 자폐증, 자폐증은 사실은 자폐증은 보도자료에 자폐증이 하나의 키워드로 들어갔는데 '자폐증과 같은'입니다. 그래서 '자폐증'이라고 말하면 어렵고, 그래서 '자폐증과 같은'의 '과 같은'이 뭐냐면 좀 전에 말씀드린 것처럼 유전자, 유전적 원인이 단 하나의 유전자에 의존하지 않고 수십 개 혹은 수백 개의 유전자가 조화를 이루어서 질환을 만드는 것이고 질환의 모습이 모 아니면 도, 0 아니면 1이 아니라 일종의 스펙트럼이라고 그러죠. 아주 정상부터 아주 심한 환자들 그리고 그 사이에 있는 많은 연속적인 질환의 정도.

이런 모습을 보이는 연구들이 굉장히 연구가 사실은 어렵습니다. 그래서 자폐증뿐이 아니라 당뇨병이라든지 조현병이라든지, 사실 대단히 많은 인간의 질환들이 이러한 모습을 띠고 있는데 저희가 지금 분석했던 대규모 환자의 수집이나 유전체 분석, 네트워크 분석과 같은 이러한 과정들이 실제로 척추이분증에서 그동안 못 밝혔던 원인을 밝혀냈듯이 이러한 방법론들을 적용했을 때 마찬가지로 어려운, 기존에 못 밝혔던 내용들을 적용할 수 있을 것이라고 기대가 되고 있습니다.

<질문> (온라인 질의 대독) 연합뉴스 기자가 e-브리핑으로 질문 주셨는데요. 여러 유전자가 관여하는 정교한 과정이기 때문에 발병률이 높은 것으로 이해하면 되는지 궁금합니다.

또, 기작을 몇 가지 제시했는데 이를 제어하면 발병 확률을 계속 낮출 수 있다는 걸로 이해하면 될까요?

또, 덧붙여서 장기 기초연구 분야에서 최근 어려움이 크다는 이야기가 나오는데 관련해서 교수님 생각이 있으신지 궁금합니다.

<답변> (김상우 연세대 의과대학 교수) 3개를 한꺼번에 주셔서 답하다가 까먹는데, 첫 번째는 정교한 기작들이 말씀드린 것처럼 이루어지는 것이고 당연히 정교한 기작들이 필요하면, 우리가 복잡한 기계들이 잘 고장 나듯이 어느 1개만 고장 나도 전체가 고장 나기 때문에 이런 신경관 형성이라는 것은 복잡한 기작이고 당연히 고장 날 확률이 굉장히 높은 그런 과정인데, 사실은 인간의 진화 과정을 보면 이런 또 복잡한 과정들은 또 그만큼 정교하게 이루어지도록 세포들이 잘 프로그램이 되어 있습니다.

그래서 발병률이 높다는 것은 아주 그렇다고 제가 이 질문에 답변드리기는 어려운 게 실제로 그러한 질환들이 아주 핵심적인 유전자들이 고장 나면 어떤 일이 생기냐면 질환으로 관찰되는 게 아니라 태아가 사망을 합니다. 그래서 보통 유산이 되거나 그런 경우들이 있기 때문에 그런 경우는 저희가 질환을 확인하기 전에 태아가 사망하고, 오히려 그런 복잡한 기전들이 너무 크게 망가지면 질환이 되지가 않습니다. 적당히 망가져야 죽지 않고 태어나서 질환을 가지거든요.

그래서 발병률이라는 것은 양쪽에 그렇게 원인이 있기 때문에 저희가 그렇게 단순하게 연결 짓기는 조금 어렵고, 다만 복잡한 기전이기 때문에 고장 날 가능성이 높은 기전이다, 라고 말씀드릴 수가 있습니다.

두 번째 질문이 뭐였죠?

<질문> (온라인 질의 대독) 기작을 몇 가지 제시했는데 이를 제어하면 발병 확률을 계속 낮출 수 있는 걸로 보면 될까요?

<답변> (김상우 연세대 의과대학 교수) 앞에 말씀드린 대로 물론 태아 상태에서 그런 기전을 저희가 바로 조절하고 하는 것은 여러 가지 문제가 있고 굉장히 어려운 거기 때문에 지금은 직접 그거를 조작해서 얘들을 더 강화시키고 잘못된 걸 제거하고 하는 정도라기보다는 현재는 그러한 기전들이 잘못될 수 있는 그런 약물들이나 환경적 요인들을 최대한 제거를 하고, 또 반대로 우리가 어떤 물질을 통해서 강화시킬 수 있는 그런 물질, 엽산과 같이 찾는다면 앞으로 예방에 도움이 될 것 같습니다.

기초연구에 대해서 말씀하셨는데 저도 한 명의 연구자로서 기초연구, 또 국가연구비로 많은 수혜를 봤었고 항상 감사하게 생각하고 있습니다. 최근에 많은 분들이 힘들어 하시는 거를 제가 옆에서 보고 있고 그거는 많은 분들이 말씀하셔서 당연히 있는 문제라고 보이는데요.

사람마다 다르겠지만 저는 그래도 다행히 계속 연구를 이어 갈 수 있는 지원을 꾸준히 받고 있어서 다행이긴 한데, 주변에 실제로 연구비들이 중단되거나 하시는 분들은, 연구라는 게 한 번 중단되면 마치 다시 나중에 연구비를 받더라도 기존처럼 그대로 이어가기 어렵고 다시 복구하기가 좀 어려운 그런 성격을 띠고 있기 때문에 앞으로 열심히 연구하시는 많은 기초연구자들께서 그런 조금은 줄이더라도 그게 중단되거나 하는 일은 없을 정도로 수혜를 받으셨으면 하는 바람이 있습니다.

<질문> (온라인 질의 대독) 온라인 질문이 많은데요. 뉴스1 기자님 질문입니다. de novo 변이라면 자식한테서 새로 나타나는 변이이므로 부모 유전 정보만으론 자식의 장애 가능성을 예단하기 어려워 보이는데, 그럼 연구는 태아의 생성 이후에 장애 여부를 판단하는 데 쓰이는 건지 궁금합니다. 어떤 방식으로 치료나 예방이 가능한지 설명 부탁드립니다.

또, 대규모 유전체 변이 분석기법, 네트워크 분석은 다른 장애나 유전병 연구에도 쓰일 법한데 다른 곳에서도 혹시 연구협력 타진이 오는지 궁금합니다.

<답변> (김상우 연세대 의과대학 교수) 정확히 이해를 하고 계신 것 같습니다. 그래서 부모님 유전자를 검사해서 나올 수 없는 유전자 변이입니다. 부모님은 완벽히 정상인데 아이에게서 새로운 유전변이가 생기는 것이고요.

따라서 이거를 예방하는... 예방이 아니라 관찰할 수 있는 시점은 어느 시점이냐고 하면 태아가 생성된 이후, 수정 이후, 그보다 조금 더 앞으로 가면 부모님의 생식세포입니다. 부모님의 몸에는 없고 생식세포에 있는 경우들이 많습니다, 정자나 난자들인.

그래서 아까도 질문 주셨지만 정자나 난자 수준에서 유전변이를 관찰하는 게 아마 가장 빠른 부분이 될 것이고, 앞으로 기술적으로라도 그런 정자나 난자 수준에서 앞으로 사용될 그런 정자나 난자가 어떤 유전변이를 갖고 있는지를 관찰하고 이를 실제로 사람에게 활용할 수 있는 그런 여건이 갖추어진다면 아마 그 부분에서 저희가 이런 위험성을 미리 예측하고 그런 정자, 난자를 사용하지 않거나 하고 있습니다. 실제로 미국에서는 태아 수준에서 이러한 척추이분증이 나타나면 낙태로, 낙태까지도 이어지는데 우리나라에서는 아마 법적으로 그거는 아닌 것 같습니다.

두 번째는 대규모 네트워크나 유전체 분석 같은 기법들은 사실은 굉장히 핵심이 되는 기법이 맞고요. 실제로 다양한 연구를 저희가 진행하고 있습니다. 저희가 척추이분증을 오늘 발표드렸지만 저는 암이라든지 여러 가지 뇌전증이라든지 그다음에 심혈관질환이라든지 이렇게 유전자 돌연변이가 복잡하게 연계돼서 나타나는 질환들을 사실은 거의 가리지 않고 가장 중요한 질환이다 싶으면 연구를 진행하고 있고요. 국내에서 연구를 하기도 하고 해외에 와도 지금 미국이나 프랑스와 협업을 하고 있습니다.

그래서 이러한 핵심 원천기술들을 가지면 활용할 수 있는 범위가 넓기 때문에 앞으로도 저는 질환을 딱 지정해서 한다기보다는 가능한 한 도움이 될 수 있는 질환에 대해서 옆으로 연구를 확장해 나갈 생각입니다.

<질문> (온라인 질의 대독) 온라인 질문이 하나 더 들어와서 마지막으로 하도록 하겠습니다. YTN 사이언스 기자님 질문인데요. 척추이분증의 원인 유전자가 너무 많아서 특정 유전자를 표적으로 신약을 개발하기엔 애매할 것 같은데 유전자들의 기능을 분석하여 그 결과 2개의 핵심 기능 발견했는데 이 2개의 기능을 강화할 수 있는 물질을 찾아내면 치료제로 개발 가능하다는 의미인가요? 질문 주셨습니다.

<답변> (김상우 연세대 의과대학 교수) 다 정확히 잘 이해하고 계셔서, 일단은 이걸 치료라는 개념으로 저희가 말씀드리기에는 조금 어렵습니다. 실망하실 수도 있겠지만, 왜냐하면 이게 지금 태아에서 이미 보통 6주 이내에 신경관이 발생을 하고요. 신경관이 일단 발생할 때 장애가 생긴 상태에서 태아가 태어날 때까지 그 남은 기간 동안을 그 상태로 태아가 만들어졌기 때문에 뒤에 그 기능을 다시 강화한다고 해서 그때 안 붙었던, 형성, 잘못 형성됐던 신경관이 태아 이후에 다시 붙지는 않습니다. 그 신경관을 형성하는 과정은 그때뿐이기 때문에요.

그래서 이거를 치료의 개념으로 접근한다기보다는 아까 말씀드린 대로 예방이나 진단의 개념으로 접근하는 게 맞을 것 같고요. 치료 쪽으로는 아마 다른 쪽으로 가야 될 것 같고, 그다음에 유전자가 특정되면 물론 거기를 타깃으로 약을 개발하는 게 훨씬 쉽지만, 그래서 저는 이 결과가 약을 개발한다고 하기는 어려운 게 하나의 유전자가 아니기 때문에, 그런데 사실은 하나의 유전자가 아닌 것을 밝혀내는 것도 그만큼 중요하다고 생각합니다.

하나의 유전자라고 생각하고 계속 진행하면 잘못된 길을 갈 수가 있기 때문에 저희는 그게 하나의 유전자가 됐든 수백 개의 유전자가 됐든 진실이 무엇이냐를 밝히는 게 가장 중요하다 생각하고, 그래서 기존의 전통적인 약 쪽으로는 크게 그렇게 바로 갈 수 있는 길은 아니지 않나, 이렇게 생각합니다.

<답변> (사회자) 오늘 브리핑을 마치도록 하겠습니다. 오늘 브리핑의 보도 시점은 3월 27일 목요일 새벽 1시입니다. 국제 엠바고임을 감안해서 보도 시점까지 가판과 PDF 등에 노출되지 않도록 유의해 주시기 바랍니다.

감사합니다.

<답변> (김상우 연세대 의과대학 교수) 감사합니다.

<끝>

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