국내 연구팀, 세계 최초 '개 후성유전체 지도' 작성

과학기술정보통신부는 서울대학교 조제열 교수 연구팀이 세계 최초로 개의 기능 유전체학 연구 분야의 길을 여는 ‘개 후성유전체 지도’를 작성했다고 밝혔습니다.

과기정통부 기초연구사업(바이오의료기술개발사업-차세대응용오믹스사업 및 선도연구센터) 등의 지원으로 수행한 이번 연구 성과는 국제저명학술지인 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 게재 승인이 됐습니다.

논문명은 ‘Integrative mapping of the dog epigenome: reference annotation for comparative inter-tissue and cross-species studies’.

수만 년 동안 진화해 온 개의 다양한 품종은 생물학적으로 복잡한 개의 형태 및 행동학적 특성과 유전성 질환, 심지어 암과 같은 질병까지 이해하는 데 있어 중요한 정보를 제공합니다.

이러한 정보는 개의 유전자뿐만 아니라, 개의 내면까지 탐구할 수 있게 되었으며 더 나아가, 인간의 건강과 복잡한 질병의 이해에도 도움을 줄 수 있습니다.

개는 인간의 첫 번째 가축 동물이자 가장 친근한 동반자로 인류와 수만 년간 같은 환경, 음식, 생활 패턴, 감염 요소 등을 공유하며 함께 생활해 왔습니다.

그러나, 인간과 개가 이러한 근린환경을 공유하는데도 불구하고 환경에 의해 어떠한 영향을 같이 받는지에 대한 연구는 부족한 실정입니다.

이러한 환경요인에 의한 변화를 이해하기 위해서는 ‘개의 후성유전체 연구’가 필수적으로, 이는 유전체는 환경적 요인에 민감하지 않은 반면에, 후성유전체는 환경요인을 잘 반영하기 때문입니다.

그 예로, 유전체는 같지만 생활 패턴이 다른 쌍둥이 연구에서 서로가 다른 후성유전체 특성을 가짐을 밝힌 연구들이 다수 있습니다.

또한, 개는 인간에 비해 생체 시계가 빠르고 수명이 짧은 특성을 가지고 있어, 같은 환경적 위험요소들에 노출될 시 인간보다 빠르게 반응하여, 인간에게 미리 위험을 알리는 보초자(sentinel) 역할을 할 수 있으며, 이때도 후성유전체는 가장 민감하게 반응하는 요인 중 하나입니다.

따라서 개의 유전체뿐만 아니라 후성유전체를 완벽히 이해하는 것은 동물과 인간 모두를 위한 의생명 분야의 발전에 매우 중요합니다.

서울대학교 수의과대학 조제열 교수팀은 개의 주요 11개 조직 (대뇌, 소뇌, 유선, 폐, 간, 위장, 비장, 췌장, 신장, 결장, 그리고 난소)에 대해 다양한 후성유전체 데이터의 생산 및 분석을 수행하였으며, 세계 최초로 개의 유전체에 대한 종합적인 후성유전체 기능 표준지도를 작성했습니다.

이 지도로 유전체의 활성을 조절하는 조절 코드 해석이 가능하게 됐으며, 이를 통해 다양한 생물학적 기능, 유전자의 세포 및 조직 특이성, 환경요인에 의한 유전자 활성 조절 이상과 질병 발생 등에 대한 새로운 이해를 제공합니다.

또한, 개의 후성유전체가 쥐의 후성유전체보다 사람에 더 가까운 사실을 포함한 다양한 조직과 종 간의 보존 또는 역동적인 기능적 특징을 발견할 수 있습니다.

조제열 교수는 “작성된 후성유전체 지도는 다양한 개의 품종 유전체 연구, 암과 질병 연구, 그리고 종간 비교를 통한 비교의학 연구 등에 광범위하게 활용될 수 있으며, 건강과 질병 유전체의 깊은 해석 및 이해를 통한 동물과 인간의 생명 과학 발전에 이바지할 수 있게 되었다”고 의미를 밝혔습니다.