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의료 빅데이터 기반 인간질환 연구시스템 개발
메디컬투데이 남연희 기자
입력일 : 2014-06-24 15:42:51
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미래 의학의 새로운 패러다임 제시
▲MORPHIN 웹서버 화면(그림=미래부 제공)

[메디컬투데이 남연희 기자]

국제 공동연구진이 정보통신기술(ICT)과 바이오기술(BT)을 이용한 빅데이터 기반 질환연구의 새로운 패러다임을 제시했다. 인간 유전자 2만 여개 사이의 상호관계 네트워크를 이용해 동물모델에서 암이나 당뇨 같은 질환을 연구할 수 있는 신호전달경로를 예측·발굴할 수 있는 웹기반 시스템을 개발한 것이다.

미래창조과학부는 연세대 생명공학과 이인석 교수 주도로 황소현 박사, 텍사스 주립대 마콧(Marcotte) 교수가 참여한 국제 공동연구진이 이 같은 성과를 냈다고 24일 밝혔다.

인간질환의 분자기전 연구는 대부분 흰쥐, 초파리, 선충과 같은 모델동물을 이용해 수행되고 있다. 이들 동물에는 인간질환에 관련된 많은 신호전달경로들이 진화적으로 보존되어 있기 때문이다.

동물모델에서 이러한 질환관련 생물경로들을 발굴하는데 기존에는 유전자염기서열정보의 진화적 정보가 주로 사용됐다. 하지만 일차원적인 서열정보가 질환에 관련된 유전자의 기능을 설명하는 데는 한계가 있었다.

이에 연구팀은 인간 유전자소셜네트워크인 휴먼넷(HumanNet)을 이용해 선충, 초파리, 흰쥐 등 동물모델에서 인간의 질환을 연구할 수 있는 새로운 신호전달경로 모델을 발굴하는 웹기반 예측시스템 MORPHIN을 개발했다.

휴먼넷은 인간의 2만 여개의 유전자 사이의 기능적 상관관계를 지도화한 유전자소셜네트워크이다.

MORPHIN은 인간 질환 관련 유전자 그룹 1500여 개를 탐색해 검색하는 동물모델의 특정 유전자와 기능적으로 관련된 인간 유전자 그룹을 보여준다.

실제로 연구팀은 극한 상황에서 꼬마선충이 휴면에 들어가는 과정에 관여하는 신호전달 경로가 인간 제2형 당뇨병의 분자기전을 연구하는 모델로 사용될 수 있음을 재확인했다.

또한 대사과정에서 발생하는 아미노산 과다와 심혈관질환 사이의 관련성을 꼬마선충에서 예측할 수 있음을 제시했다.

이인석 교수는 “ICT-BT 융합기술이 어떻게 인터넷상에서 자유롭게 이용할 수 있는 바이오 빅데이터의 분석을 통해 인간의 질환연구에 기여할 수 있는지를 보여준 연구사례로 향후 빅데이터 기반 시스템생물학이 미래의학의 새로운 패러다임이 될 가능성이 높다”고 밝혔다.

한편, 해당 연구결과는 시스템 생물학 분야 학술지 Nucleic Acids Research지 5월 26일자 온라인판에 게재됐다.

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메디컬투데이 남연희 기자(ralph0407@mdtoday.co.kr)
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