Kabuki 신드롬을 가진 10명의 비혈연 관계의 환자의 엑솜 시퀀싱을 통해 MLL2 유전자가 원인 유전자임을 규명한 사례

가부키 신드롬은 1981년 일본에서 처음 발견되었고, 현재 32만 명 중 1명이 걸리는 것으로 추정되고 있다. 10명의 가부키 신드롬을 가진 비혈연 관계의 환자의 엑솜을 시퀀싱하였다. 그 후 synonymous 변이를 제거하고, dbSNP129, 1000 Genomes Project, 대조군 엑솜(8명 HapMap, 4명 FSS, 4명 밀러 신드롬), Environmental Genome Project(EGP)의 일환으로 시퀀싱된 10명의 환자들의 엑솜과 비교하여 common 변이를 제거하였다.

10명의 가부키 신드롬을 가진 환자 중 7명이 MLL2 유전자에서 nonsense 치환과 프레임시프트 indel이 있음을 확인하였다. 3명의 케이스를 추가 분석하여 처음에 발견하지 못했던 MLL2 유전자의 기능 손실 변이를 확인하였다. 생어 시퀀싱을 통해 이 3가지 케이스 중 2명에게서 프레임시프트 indel을 확인하였다. 생어 시퀀싱을 통해 추가적으로 43명의 가부키 신드롬인 환자의 MLL2 유전자를 조사하였고, 그 중 MLL2 유전자의 모든 54개의 엑손을 스크린하였다. 이전에는 확인되지 않았던 MLL2 유전자의 non-synonymous, nonsense 또는 프레임시프트 돌연변이를 43명의 케이스 중 26명에게서 확인할 수 있었다.

멘델의 유전법칙

PG Tutorial/유전학 | 2010.04.12 15:44 | Posted by thkim

1800년대 오스트리아 실레지아 지방(지금의 체코 프라하)에 살던 멘델은 농부인 아버지와 정원사인 외할아버지 덕에 자연을 가까이 하며 자랐고, 학생 때는 통계와 자연과학을 배우면서 보라색 꽃과 흰색 꽃을 자가교배(한 꽃의 암술 수술로 교배)시키면 중간색인 연보라색의 꽃이 나오지 않고 보라색 꽃과 흰색 꽃이 나오고, 또 흰색과 흰색을 교배했는데 보라색 꽃도 나오는 걸 보고 의문을 가졌습니다. 수도승이 된 멘델은 이런 의문을 해결할 시간이 충분했습니다. 먼저 멘델은 가설을 세웠습니다.





총 4가지의 가설을 한 번 살펴볼까요?

1. 한 가지 형질은 한 쌍의 유전요소(유전자 2개)에 의해 나타나는데, 이 한 쌍의 요소 중 하나는 어머니로부터 또 다른 하나는 아버지로부터 물려받습니다. (물려받은 유전자로 생물체가 가지고 있는 여러 모양이나 성질 중에 유전되는 형질을 유전 형질이라고 합니다. 즉, 완두가 계속해서 황색/녹색으로 나타나는 것은 유전 물질을 물려받아 나타나는 형질인 것이고, 황색-황색 유전자를 물려받으면 황색이 되는 것이죠.)

2. 대립 형질을 나타내는 서로 다른 두 요소가 함께 있을 때는 한 가지 형질(우성 형질)만 나타납니다. (여기서 말하는 대립 형질은 서로 대립 관계에 있어 반대되는 형질을 말합니다. 예를 들면 완두의 색으로 얘기하면 황색/녹색이 있고, 모양으로 얘기하면 둥근/주름진 완두를 말하는 것이죠. 그런데 이 대립 형질 중에서 발현되는 능력이 높은 우세한 형질 즉, 우성 형질이 발현하게 되는데 황색/녹색 유전자를 각각 한 개씩 가지고 있을 때는 우성인 황색 유전자가 발현되어 황색 완두가 나타납니다. 반대로 황색/녹색 유전자 중에 발현되지 않은 형질을 열성 형질이라고 합니다.)

3. 각 요소들은 생식 세포가 만들어질 때 분리되어 각각의 배우자에게 들어간다. 1번과 비슷한 얘기로 어머니(46)와 아버지(46)에게서 반(23)씩 받아 자식(46) 또한 부모와 같은 유전자수를 가지게 됩니다. 만약, 부모에게서 46개 전부다 받는다면 자식은 92개, 92개인 사람의 자식은 194개로 유전자수가 점점 늘어나겠죠. 이를 방지하고 부모와 같은 유전자수를 남기려면 부모에게서 각각 반씩 받는 것입니다.

4. 두 가지 이상의 형질이 유전될 때는, 각 형질은 서로 간섭하지 않고 독립적으로 유전된다. 완두의 색을 나타내는 유전자는 한 쌍, 완두의 모양을 나타내는 유전자도 한 쌍씩 있는데, 이 두 유전자가 발현할 때 서로에게 영향을 미치지 않는 다는 말입니다.



멘델은 위의 가설을 검증하기 위해 단성 잡종 교배 실험을 했습니다. 단성 잡종 교배 실험은 여러 가지 형질 중 한 가지 형질이 서로 다른 생물을 교배시키는 실험인데, 쉽게 말해 황색 종자만을 맺는 순종의 황색 완두(YY)와 순종의 녹색 완두(yy)를 교배시켰습니다. 그 결과 나온 제1대(F1)은 모두 황색 종자(Yy)였습니다. 순종끼리 교배했을 때 나온 색이 우성, 나타나지 않은 색(녹색)을 열성이라고 했습니다. 이렇게 대립 형질을 나타내는 한 쌍의 대립유전자가 있을 경우 한 쪽의 열성 형질(y)은 발현이 억제되고, 다른 한쪽의 우성 형질(Y)만 발현이 되어 나타나는 것을 우열의 법칙이라고 합니다.

멘델은 제1대(F1)의 완두를 재배하여 자가 수분하였습니다.(자가 수분한 개체나 한 꽃 안에서 수분이 일어나는 것을 말합니다. 반대로 다른 개체 사이에서 일어나는 수분은 타가 수분이겠죠.)그리하여 제2대(F2)의 완두를 얻었습니다. 그런데 이들 완두의 수를 세어보니 황색은 6022개, 녹색은 2001개로 비가 대략 3:1이라는 것을 알아냈습니다. (우성과 열성의 비) 제1대(F1)에서는 억제되어 보이지 않던 열성 형질(녹색)이 다시 나타나고 그 비가 3:1로 분리된 것을 분리의 법칙이라고 합니다.



위의 실험으로 몇 가지 가설을 검증한 멘델은 이번엔 양성 잡종 교배 실험을 했습니다. 양성 잡종 교배 실험은 생물이 가지고 있는 여러 가지 형질 중 두 가지 형질이 서로 다른 생물을 교배시키는 것을 말합니다. 이 실험에서 멘델은 완두의 색과 모양이라는 형질을 비교했습니다. 먼저 황색 둥근 종자(RRYY)와 녹색 주름진 종자(rryy)를 양성 잡종 교배하였더니 제1대(F1)에서는 황색 둥근 종자(RrYy)만 나왔습니다. 여기서도 위에서 말한 우열의 법칙이 설명됩니다. 발현이 억제된 열성 형질(ry)은 녹색 주름진 종자임을 알 수 있습니다.
이 황색 둥근 종자(RrYy)를 위와 마찬가지로 자화 수분하였더니 제2대(F2)에서는 황색 둥근 종자/황색 주름진 종자/녹색 둥근 종자/녹색 주름진 종자가 9:3:3:1의 비로 나왔습니다.
F2에서 색깔만 가지고 보면 황색:녹색 완두가 12:4(3:1), 모양이 둥근:주름진 완두가 12:4(3:1)임을 알 수 있습니다. 우성과 열성의 비가 3:1로 분리의 법칙이 또 한 번 설명됩니다.
그런데 색깔과 모양의 두 가지 형질이 유전 될 때 이 형질들이 서로 간섭하지 않고 우열의 법칙과 분리의 법칙을 따라 독립적으로 유전된다는 것을 알 수 있습니다. 이것이 바로 독립의 법칙입니다.



하지만 모든 형질이 위의 세 가지 법칙만을 따르는 것이 아니라
예외가 있습니다.
분꽃의 경우, 빨간 분꽃과 흰 분꽃 순종끼리 교배시켰을 때 제2대에서 분홍꽃이 나오기도 하는데 이런 경우를 불완전 우성이라고 합니다.
1번 가설을 염두하고 살펴보면, 분홍꽃이 가진 유전자형은 빨간 꽃(RR)과 흰 꽃(rr)에게서 각각 하나씩 받아 분홍꽃(Rr)이 됩니다. 그림에서 볼 수 있듯이 두 분홍꽃(Rr)을 교배시키면 빨간 꽃(RR):분홍 꽃(Rr):흰 꽃(rr)의 비가 1:2:1로 나타납니다. 완전 우성이라면 Rr에서 우성인 R만 발현되어 완두콩 색처럼 빨간 꽃:흰 꽃이 3:1의 비로 나타났겠죠. 하지만 Rr의 두 유전자가 모두 발현되어 분홍색이 된 것을 불완전 우성이라고 합니다.



또 멘델의 유전 법칙을 따르지 않는 예가 있는데, 바로 혈액형입니다. 혈액형에 관여하는 유전자는 A, B, O로 하나의 형질 유전에 3개 이상의 유전자가 서로 대립관계에 있는 복대립 유전 현상입니다. 그런데 이 3개의 유전자 중 A형 유전자와 B형 유전자는 서로 우열의 관계가 없고 공우성을 나타내고 있습니다. 공우성은 이형접합체(위에서 말한 잡종으로 Rr 등을 말함)에서 대립유전자들이 동등하게 발현됩니다. Rr이 동등하게 발현해 분홍꽃이 된 것처럼 A와 B가 있다면 둘 다 발현을 해서 AB형이 되는 것이죠. 하지만 O형 유전자에 대해서는 A와 B 유전자가 우성이라 AO 일 때는 A형, BO 일 때는 B형이 되는 것입니다.

( A = B > O 이므로 A, B는 중간유전 관계 )






위에 언급되는 단어들을 쉽게 정리해 보겠습니다.

 

① 형질과 대립 형질

유전 형질 : 생물체가 가지고 있는 여러 모양이나 성질 중 유전 되는 형질 ex) 완두 색, 모양 등
대립 형질 : 서로 대립 관계에 있어 반대되는 형질 ex) 황색 완두/녹색 완두, 둥근 완두/주름진 완두 

② 우성과 열성

우성 : 대립 형질을 가진 순종끼리 교배했을 때, 잡종 제 1대에서 표현형으로 나타나는 형질로 발현되는 능력이 높은 형질
열성 : 대립 형질을 가진 순종끼리 교배했을 때, 잡종 제 1대에서 표현형으로 나타나지 않는 형질로 발현되는 능력이 낮은 형질 

③ 유전자형과 표현형

유전자형 : 생물의 형질을 나타내는 유전자를 기호로 표시한 것으로, 대립 형질을 나타내는 유전자는 반드시 쌍으로 나타냅니다. ex) RR, Rr, rr
표현형 : 겉으로 드러나 보이는 형질 ex) 완두가 황색/녹색이다. 

④ 순종과 잡종

순종 : 우성 형질만 또는 열성 형질만 가져 자가 수분을 계속했을 때, 같은 표현형의 자손만 나타나는 생물을 말합니다. 순종의 유전자형은 RR, rr, YY, yy 등으로 나타냅니다.
잡종 : 우성 형질과 열성 형질을 모두 가져 우성과 열성의 자손이 모두 나타나는 생물을 말하고 유전자형은 Rr, Yy 등으로 나타냅니다. 

⑤ 자가 수분과 타가 수분

자가 수분 : 한 개체나 한 꽃 안에서 수분이 일어나는 것을 말합니다.
타가 수분 : 다른 개체 사이에서 일어나는 수분을 말합니다.

우울증과 유전자

PG Research/의학 및 건강 | 2010.02.22 14:43 | Posted by thkim


많은 사람들이 우울증 때문에 괴로움을 당하고 있습니다. 그리고 방치함으로써 극한 상황(자살)까지 몰고 가기도 합니다. 우을증으로 인한 자살로 사회 이슈가 되기도 합니다.


그렇다면 그들을 극한 상황으로 몰고가는 우울증(위키피디아) 이란 무엇일까요?

우울증은 말 그대로 갑자기 기분이 우울해지고 의욕이 저하되어 일상적인 생활을 하지 못하는증상을 말합니다. 우울증은 특히 여성에게 많이 발생하는 질환으로 감정과 생각 또는 신체, 행동에 큰 변화를 일으키는 정신질환입니다.

이 우울증에 좀 더 설명하면 이 우울증에 걸린 사람들의 대부분은 삶이 무기력해지고 자신에 대해 비관적인 태도를 보이게 되는 것이 특징이며, 이러한 태도들에 의해 심각한 경우 자살에 이르게 되는 심각한 질환으로 볼 수 있습니다. 우울증은 선행원인으로 정신적 갈등과 심각한 스트레스에 의한 것으로 볼 수 있으며, 알 수 없는 정신적 갈등에 의해 일어나게 되며, 심각한 육체적, 정신적 기능의 손상으로지 확대됩니다. 우울증은 스트레스등에 의한 외적 요인이 작용원인으로 볼 수도 있지만, 유전적인 요인에 의한 것으로도 그 원인이 있다는 동양인을 대상으로한 논문이 발표가 되기도 했습니다.

최근의 이 우울증과 유전적 연관 분석 연구 결과에 따르면 몇 가지 특정 유전적 요인들에 의해서 우울증에 빠지거나 환자에게 항 우울제가 더욱 반응을 잘하는 현상을 밝혀냈다고 합니다.

연구결과를 통해 알게된것은 동양인 우울증 환자들은 S100B  HTR1A  유전자들 내부에 빈번히 특정 DNA 변이가 발견되었다는 것이였습니다. 즉 이 특정 변이가 어떤 타입이냐에 따라 어떤 사람은 우을증에 민감하고 어떤 사람은 둔감해진다는것을 연구로 밝혀냈다고 보시면됩니다.


이렇게 스트레스와 외적 요인에 의해 발병한다고 생각했던 우울증은 유전적인 요인에 의해서도 발병 가능성을 보이고 있습니다.

우울증은 초기에 발견되는 경우는 대부분 쉽게 치료가 가능한 질환이며, 치료를 통해 일상생활로 쉽게 돌아갈 수 있는 것이 이 질환의 특징입니다.

하지만 많은 사람들은 우울증을 그저 쉽게 감정의 기복 정도로만 생각 하기 때문에 초기 치료 받는 경우가 적으며, 이에 따라 만성적인 우울증 혹은 심한 경우에는 약물 중독 또는 자살로 이어지는 것입니다.


앞에서 언급한 인간 유전학의 지속적인 연구로 인해 내 자신이 이러한 우울증에 얼마나 노출되어있는지를 빨리 알게 되는 시대가 올것으로 예상이 됩니다. ^^

 

(이미지 출처 - http://www.flickr.com/photos/grrlscientist/1398008464/)

가계로 유전되는 암은 전체 암 발생의 5~10% 정도를 차지합니다.

유방암 또는 결장암, 특히 노령에 발생한 암들은 대부분 후천적으로 획득된 돌연변이에 의해서 발병되지만, 유방암과 결장암과 같은 경우는 전체 유병율이 매우 높기 때문에 암유전자에 의해 가계 유전되는 경우의 빈도는 상당수를 차지합니다.

세계적으로 전체 암 발생률의 20%, 전체 암 사망률의 14%를 차지하고 있는 유방암과 대장암의 유전자 지도가 처음으로 완성되었습니다.

미국 존스 홉킨스 대학 키멜 암센터의 빅터 벨쿠레스쿠 박사는 유방암 환자 11명과 대장암 환자 11명에게서 제거된 종양에서 발견된 1만3천개의 유전자 배열을 해독하고 정상조직의 유전자와 비교분석한 결과 예상보다 10배나 많은 총 189개의 변이유전자가 발견됐다고 밝혔습니다.

벨쿠레스쿠 박사는 과학전문지 '사이언스' 에 발표한 연구논문에서 유방암과 대장암에서 발견된 변이유전자들은 전혀 달랐으며 공통된 유전자는 단 둘 뿐이었다고 밝히고 따라서 다른 종류의 암 또한 변이유전자가 저마다 다를 것으로 생각된다고 말했습니다.

변이 유전자는 같은 종류의 암도 두 환자의 종양이 완전히 똑같지는 않았습니다.

전형적인 유방암의 경우 100여개의 변이유전자가 발견됐고 이 중 암을 일으키는 것으로 생각되는 것은 약 20개였으며 이 20개 중 다른 유방암 종양에서도 발견될 가능성이 있는 것은 절반도 안됩니다.

이 결과는 암 정복이 얼마나 어려운 일인가를 보여주는 것으로 암환자는 결국 각자가 가지고 있는 변이유전자를 수리할 수 있는 맞춤 약을 만들어야 써야 완전한 치료가 되는 것인지도 모릅니다.

벨쿠레스쿠 박사는 그러나 한 가지 희망적인 것은 이 변이유전자들은 세포 내 신호전달 등과 같은 공통된 기능을 가진 그룹으로 묶을 수 있다는 것이라고 말하고 따라서 변이유전자 하나하나에 대한 해결책보다는 이들을 기능별로 묶어 그 기능을 무력화시키는 약을 개발하면 모든 종류의 암에 더 효과를 기대할 수 있을 것이라고 합니다.

(내용출처 - 유방암-대장암 유전자 지도 만들었다(워싱턴AP.로이터=연합뉴스))
(이미지출처 - 구글이미지검색)


함몰유두

PG Research/신체특징 | 2010.02.07 21:05 | Posted by thkim

예쁜 가슴이라고 하려면 가슴의 크기나 모양도 중요하지만 유두의 크기나 모양도 중요합니다.

가슴자체는 아무리 예쁘더라도 유두가 함몰되어 있으면 그 이미지를 반감시키기 마련이지요.

유두가 안쪽으로 숨어 있는 함몰 유두를 지닌 여성분들은 의외로 많습니다.

통계를 보면 전 세계 여성의 100명 중에 3명은 함몰 유두를 갖고 있다고 하고 우리나라 여성의 경우에는 그 비율이 더 높다고 합니다.

함몰유두는 미관상 아름다움을 해칠 뿐 아니라 유두 주변으로 분비물이 끼어 염증이 생기기 쉽고 이로 인해 유선 조직이 파괴될 위험도 있으며 특히 임신을 하게 되면 이러한 증상은 더 심해지기 때문에 건강상의 우려가 더욱 높아지게 됩니다.

더욱이 수유상의 문제는 단순히 아기에게 피해가 가는 문제가 아니라 수유를 하지 못하는 산모자신의 유방암 발생율이 높아진다는 보고도 있습니다.

또한 성감대로서의 기능을 수행하기 위해서라도 함몰 유두는 치료가 반드시 필요합니다.

함몰 유두는 대부분 유전되는 경향이 강하고 선천적으로 타고 나게 되는데 하지만 영아기에 유두를 빼주려는 강한 자극은 오히려 안쪽으로 연결된 유관을 손상시켜 나중에 주변 유선조직의 영구적인 손상을 가져오기도 합니다.

유두가 함몰되는 이유는 유두 밑을 지지해주는 조직이 부족하고 유관이 짧아 안쪽으로 잡아당기며 단단한 섬유조직이 유두의 돌출을 막아서 발생한다고 합니다.

함몰유두는 발생 원인을 고려해 볼 때 수술적인 방법으로 교정을 해야 합니다.

유두 교정기 등의 비수술적인 방법으로는 교정되지 않은 경우가 대부분 입니다.

임신 분만 수유 과정에서 자연 치유되기도 하지만 대부분의 경우는 오히려 악화되는 경향을 보이기 때문에 미리 수술 적으로 치료하는 것이 좋습니다.

(내용출처 - http://blog.daum.net/everclinic/5945444)
(이미지출처 - 구글이미지검색)

 

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