자폐 원인 새로 밝혀졌다…분당서울대병원, ‘쌍 유전자 변이’ 확인

두 유전자 동시 변이서 자폐 위험 확인
자폐 연관 유전자 조합 162쌍 새로 발굴
남자 환자서 더 뚜렷…성별 따라 영향 차이
"신경발달질환의 유전 원인 규명에도 활용 기대"

(왼쪽부터)유희정 분당서울대병원 정신건강의학과 교수, 안준용 고려대 바이오시스템의과학부 교수, 이혜지 연구원./분당서울대병원

자폐 스펙트럼 장애(자폐) 발병 메커니즘을 설명할 새로운 유전적 단서를 국내 연구진이 발견했다. 하나씩 보면 큰 영향이 없는 유전자 변이라도 동시에 나타날 경우 자폐와 통계적으로 유의미한 연관성을 보인다는 것이다. 기존 방식으로는 찾아내지 못했던 '숨은 유전 위험 조합'을 발굴했다는 점에서 자폐 진단과 예측 기술 발전에 기여할 것이란 평가가 나온다.

13일 업계에 따르면 유희정 분당서울대병원 정신건강의학과 교수와 안준용 고려대 바이오시스템의과학부 교수 연구팀은 특정 두 유전자 변이가 동시에 존재할 경우 자폐와 연관성을 보인다는 연구 결과를 발표했다. 연구 결과는 국제 학술지 '유전체 생물학(Genome Biology·IF 9.4)'에 게재됐다.

자폐는 사회적 상호작용의 어려움과 반복적인 행동이 특징인 신경발달질환으로, 유전적 요인이 발병에 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그러나 기존 연구는 개별 유전자 변이를 각각 분석하는 방식이어서 영향이 작은 변이들이 조합될 때 나타나는 효과를 확인하기 어려웠다.

공동 연구팀은 이런 한계를 극복하기 위해 '두 유전자가 동시에 변이될 경우'에 주목하는 새로운 분석법을 도입했다. 동아시아계와 유럽계를 포함한 약 6만명의 유전체 데이터를 분석한 결과, 자폐와 연관성이 뚜렷한 유전자 조합 162쌍을 발굴했다.

연구팀은 이들 유전자 조합이 공통적으로 신경세포 구조를 유지하는 '세포 골격' 기능과 깊은 관련이 있다는 점도 확인했다. 세포 골격은 뇌가 발달하는 과정에서 신경세포 간 연결을 형성하는 핵심 역할을 담당한다. 특정 유전자 쌍이 함께 변이되면 세포 골격 경로가 손상되면서 자폐 발병에 영향을 미칠 가능성이 있다고 연구팀은 설명했다.

실제 세포 실험에서도 유전자 간 시너지 효과가 확인됐다. 두 유전자 중 하나만 기능을 억제했을 때는 큰 변화가 없었지만, 둘 다 억제하자 세포 표면의 섬모 형성이 뚜렷하게 감소했다. 섬모는 세포가 외부 신호를 감지하는 구조물로, 정상적인 뇌 발달에 중요한 역할을 한다.

유전자 조합의 영향은 성별에 따라서도 다르게 나타났다. 같은 변이를 가진 남성 자폐 환자에서는 증상 심각도가 더 높게 나타난 반면, 여성 환자에서는 유의미한 차이가 관찰되지 않았다.

유희정 교수는 "같은 유전변이라도 성별에 따라 영향이 다르게 나타난다는 점에서 개인별 맞춤형 진단과 지원이 필요하다"고 밝혔다.

안준용 교수는 "기존 분석에서는 영향이 작아 놓쳤던 유전 변이들이 특정 조합으로 함께 나타날 때 자폐에 의미 있는 영향을 줄 수 있다"며 "이번 접근법이 자폐뿐 아니라 다른 신경발달 질환의 유전적 원인을 밝히는 데도 도움이 될 것으로 기대한다"고 말했다.

자폐 관련 유전자 쌍 중 하나만 변이될 때(왼쪽)와 둘 다 변이될 때(오른쪽) 섬모 길이 차이. 유전자 쌍이 함께 변이될 때 세포 표면의 섬모 형성이 뚜렷하게 감소했다./분당서울대병원