사람마다 약물 반응 다른 이유 찾았다…'이것' 원리 규명

[서울=뉴시스] CTCF에 의해 조율되는 3차원 인핸서 구조가 CD4⁺ T 세포에서 RNA 중합효소 II의 전사 멈춤-해제를 조절하고 면역 유전자 발현을 결정한다. (사진= 세브란스병원 제공)

면역 유전자가 정상적으로 작동하기 위해서는 단순히 유전자의 존재와 함께 멀리 떨어진 조절 부위와 안정적인 공간적 연결이 중요하다. 이런 연결 구조가 충분히 유지되지 않을 경우 유전자는 외부 신호를 효율적으로 전달받기 어려워지고, 그 결과 작동 방식에도 변화가 나타날 수 있다.
 
연구팀은 유전자의 작동 과정도 조사했는데, 유전체의 입체구조가 유전자 작동뿐만 아니라 작동 속도까지 조절하는 것을 확인했다. 유전자가 켜질 때 RNA 중합효소가 유전자 위를 따라 이동하며 정보를 읽는데, 이 과정에서 잠시 멈췄다가 다시 움직인다. 연결구조가 잘 유지된 유전자에서는 멈춤단계가 빠르게 풀려 다시 작동한다. 하지만 연결구조가 무너진 유전자에서는 유전자 작동속도가 눈에 띄게 느려졌다.
 
면역질환 치료에 사용되는 약물 실험에서도 유전체 구조에 따라 반응 정도가 달랐다. 같은 약물이라도 유전체의 3차원 구조 변화에 따라 특정 면역 유전자들의 전사 반응에서 차이를 보였다.
 
김형표 교수는 "이번 연구는 유전체 구조 변화가 실제로 유전자 작동 방식과 약물 반응까지 바꿀 수 있다는 점을 확인했다"며 "유전자를 평면적으로 바라보는 기존 접근을 넘어, 입체적인 연결 네트워크로 이해해야 한다는 새로운 분석 틀을 제시했다는 점에서 의미가 크다”고 설명했다.

그는 "이번 연구로 면역질환과 자가면역질환을 이해하는데 중요한 단서를 제공할 뿐 아니라, 사람마다 약물 반응이 다른 이유를 설명하는 근거를 제시했다"며 "향후 개인 맞춤형 치료, 정밀의학으로 나아가는 데 핵심적인 기초 자료가 될 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구결과는 옥스퍼드대학교에서 출판하는 유전체 분야 세계적 권위 국제학술지 '핵산연구'(Nucleic Acids Research) 최신호에 게재됐다.