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한국과 미국 연구진이 정보통신기술(ICT)과 바이오기술(BT)을 결합한 '빅데이터 기반 인간 질환 연구시스템'을 개발했다.
미래창조과학부는 연세대 생명공학과 이인석 교수의 주도 아래 황소현 박사, 미국 텍사스주립대 마콧 교수가 참여한 국제 연구팀이 이같은 연구 성과를 냈다고 24일 밝혔다.
인간 질환의 분자기전 연구는 통상 흰쥐·초파리·선충 등과 같은 동물을 모델로 수행된다. 인간 질환과 관련된 많은 유전자의 기능이 이들 동물에서도 유사하게 나타나기 때문이다.
기존에는 동물 모델에서 이를 파악할 때 유전자 염기서열 정보를 주로 활용했다. 하지만 일차원적인 서열정보만으로는 질환에 관여하는 유전자의 기능을 제대로 설명할 수 없었다.
이에 연구팀은 인간유전자소셜네트워크인 휴먼넷(HumanNet)을 이용한 웹기반 예측시스템 '모핀'(Morphin)을 개발했다. 이 연구팀이 2011년 자체 개발한 휴먼넷은 소셜네트워크에서 사람들 사이의 관계를 나타내듯 인간 유전자 2만여개의 기능적 상관관계를 지도화한 것이다.
모핀은 이러한 네트워킹을 활용해 동물 모델에서 작동하는 특정 유전자가 암이나 당뇨 등을 유발하는 인간 유전자와 어떤 기능적 유사성을 가지는지 쉽게 알 수 있도록 한다.
예를 들어 사용자가 모핀에서 꼬마선충의 특정 유전자를 입력하면 휴먼넷상에 있는 1천500여 질환을 유발하는 인간 유전자 그룹 가운데 꼬마선충의 해당 유전자와 기능적으로 관련성이 높은 그룹을 보여주는 식이다.
실제 연구팀은 꼬마선충이 휴면(休眠)에 들어가는 과정에 관여하는 유전자가 인간 제2형 당뇨병의 분자기전을 연구하는 모델로 사용될 수 있음을 확인했다.
이인석 교수는 "빅데이터 기반의 시스템 생물학이 미래 의학의 새로운 패러다임이 될 가능성을 확인했다"며 "다양한 인간 질환의 기전 연구에 활기를 불어넣을 것으로 기대된다"고 말했다.
이번 연구 성과는 지난달 26일 시스템 생물학 분야 국제학술지인 '뉴클레익 액시드 리서치'(Nucleic Acids Research) 온라인판에 실렸다. |
