멘델리안 질환의 경우 원인 변이가 엑손에서 알려진 변이가 대부분(85%)이다.

그렇기 때문에 전세계적으로 Whole Genome Sequencing(WGS) 방식보다 저렴하고 효율성이 높은 Whole Exome sequencing(WES) 방법을 사용하여 멘델리안 유전 질환을 연구하는 추세이다. 또한 WES 방식을 사용하면 멘델리안 질환 환자가 매우 드물어서 샘플의 확보가 어려운 점을 보완 할 수 있다. 즉 WES 방식으로 멘델리안 질환 환자의 적은 샘플로도 기존 방법으로는 발견할 수 없었던 새로운 변이와 후보 유전자 발굴이 가능한 것이다.

멘델리안 질환을 엑솜 시퀀싱으로 연구하는 전략은 엑솜을 타겟으로 non-synonymous, splice site, coding indel에서의 변이를 확인하는 것이다. 특히 엑솜 영역에서도 아미노산 변화가 단백질 기능에 영향을 미치는 non-synonymous 변이에 초점을 맞춘다. 
가계도와 여러 조건을 고려하여 샘플을 선택하고 엑솜 enrichment 단계를 거쳐 엑솜 시퀀싱을 하게 된다. 엑솜 시퀀싱으로 나온 멘델리안 질환 환자의 엑솜 변이를 필터링하는 전략은 2가지이다. 첫째 멘델리안 질환의 원인 변이가 드물 것이라는 가정 하에 이 환자들의 변이가 기존에 확인되지 않았을 거라고 생각하여 공개된 SNP 데이터 베이스(예, dbSNP, 1000 Genomes Project, HapMap Project 등)에 존재하는 변이들, 즉 common 변이를 제거한다. 둘째, synonymous 변이는 질환을 유발하는 원인이 되지 않을 거라고 가정한다. 즉 deleterious 변이(non-synonymous, nonsense, spilce-site 변이, frameshift indels)만을 고려하여 분석한다. 변이 필터링을 거쳐 나온 후보 유전자와 후보 변이는 생어 시퀀싱 등을 통해 검증 단계를 거쳐 멘델리안 질환의 원인 유전자와 원인 변이를 규명한다.


 

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 ABO식과 유전정보의 관련성에 대해 연구가 진행이 되었으며 다음과 같은 여러 SNP (rs8176719, rs8176720, rs7853989, rs8176741, rs8176743, rs8176746, rs8176747, rs8176749, rs55964869, rs8176750, rs657152, rs7867739) 정보를 이용하면 그 사람의 정확한 유전정보를 볼 수 있다고 합니다


실제로 그러한지를 알기 위해 예전에 제 구강세포 샘플로 뽑아놓은 DNA에서 해독한 DNA 백만개중 ABO식과 관련된 3개의 SNP(단일염기다형성)들의 유전자형(genotype)을 조합하여 확인해 본 결과 놀랍게도 제 혈액형을 A형 (AO)으로 정확하게 판별하는 것을 볼수가 있었습니다.



사실 혈액형에 관한 유전정보가 나의 염색체 어딘가에는 암호화되어 있어 잘 찾아서 맵핑해보면 알수 있을것이라 생각은 했습니다. 그런데 이번에는 이런 연구 논문를 읽는데서 더 나아가 직접 제 DNA와 ABO 혈액형 표현형 정보와 매치하여 직접 확인해보는 경험은 색다른 재미를 제공해주는것 같습니다.

 

(그림출처 - http://www.decodeme.com, thkim의 deCODEme 서비스 해석 결과 일부 캡처 사진)

(관련링크 - http://abobloodgroup.googlepages.com/home 유전정보와 ABO혈액형 관련 정보가 가장 많이 있는 구글 그룹스)

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다양한 색을 가진 눈동자

PG Research/신체특징 | 2009.09.18 00:34 | Posted by thkim




사람들은 더 촉촉한 눈망울을 가지고자 렌즈를 착용하고, 좀 더 매력적인 눈동자를 가지고자 서클 렌즈 등을 착용 합니다. 이러한 사람들의 욕구는 다양한 눈동자의 색에서 오는 느낌의 차이에서 나타난다고 볼 수 있습니다. 사람들은 인종에 따라 서로 다른 눈동자 색을 가지고 있습니다. 미국인은 파란색의 눈동자, 한국인은 검은 눈동자, 왜 이와 같이 인종에 따른 눈동자의 색 변화가 나타나는 것일까요? 우리는 이러한 의문점을 유전자의 측면에서 찾을 수 있습니다.

 

우리의 눈은 하나의 유전자보다는 여러가지의 유전자에 의해 결정된다고 볼 수 있습니다. 하나의 유전자에 의해 우리는 갈색의 눈, 검은 색의 눈을 가지는 것이 아니라 여러가지 유전자의 다양성과 그것의 변화들에 의해서 나타난다고 볼 수 있는 것입니다. 현재 우리의 눈의 색에 관여하는 유전자의 수는 모두 알려져 있지 않으며, 몇가지에 의한 연구만 알려져 있는 상태입니다. 한 연구에서는 이러한 변형의 한 형태인 OCA2 (OMIM: 203200) 유전자는 인간의 백화현상에서 흔히 볼 수 있는 분홍색 눈과 탈색소증을 일으키는 것으로 밝혀 내었습니다. 또한 이 연구에서는 OCA2가 있는 다른 SNPs의 경우에는 머리카락과 피부색, 점의 수, 주근깨의 변화 등에 관여하며, 또한 푸른색과 초록색 눈에도 관여하는 것으로 밝혀 내었습니다.

 

이와 같이 사람의 눈은 우리의 유전자적 변화에 의해 결정되는 유전적인 요인으로 볼 수 있습니다. 하지만 우리의 눈의 색은 유전적인 요인 이외에도 다른 요소적인 측면에 의해 작용한다는 알고 있습니다. 예를 들어 우리의 피부의 색을 결정하는 멜라민의 작용에 의해서도 우리의 눈동자의 색은 결정될 수 있습니다. 현재 많은 연구에서는 이러한 요소적인 측면보다는 유전적인 측면으로의 눈동자의 색의 결정성을 연구하고 있는 실정입니다. 하지만 많은 요소적인 측면으로 보더라도 우리의 눈동자는 우리 부모님에게서 물려 받는 유산임은 틀림 없습니다. 우리는 눈동자의 색을 바꾸고자 렌즈를 착용하고 당신의 아름다운 눈을 가리고 있지는 않으십니까? 당신의 눈은 당신을 알릴 수 있는 하나의 수단이고 당신의 가장 아름다운 부분입니다. 이제는 그 자체로도 아름다운 당신의 눈을 렌즈를 통해 다른 색으로 변형하지 마시고 사랑하는 마음이 필요한 때는 아닐까요?

 

 퍼스널 지놈 관련 내용

2009/09/09 - [PG Research/의학 및 건강] - 안경 속에 숨은 당신의 눈, 근시
2008/05/14 - [PG Research/신체특징] - 유전자 프로파일을 이용해 나의 눈과 머리카락 색깔 알아 맞추기!

<내용출처, 이미지 출처 - http://en.wikipedia.org/wiki/Eye_color>

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우리의 머리와 피부 그리고 눈 색깔은 신체적 특징중에서도 가장 유전성이 강하며 눈으로 식별가능한 유전형질들이다. 이들은 본인에 대한 SNP 프로파일로 예측이 가능하다.


나의 눈동자, 머리카락 색, 그리고 다른 많은 개인 신체적 특징들은 나의 유전자 변이체에 따라 예측 가능 하다. 최근 deCODEme의 개인유전정보 서비스 회사는 개인의 눈동자와 머리카락의 색을 결정하는 유전형질에 대한 중요한 바이오마커 발굴 프로젝트를 성공하였다. 본 연구 결과는 네이처 제네틱스 2007년 10월에 논문으로 공개가 되어 확인할 수가 있다. 지금은 눈색깔과 머리 색깔을 판단해주는 정도인데 앞으로 계속적인 연구를 통해 새로운 정보를 추가 할 예정이라고 한다.(주요 질병 29개 에 대한 민감성 정보를 추가적으로 제공하고 있다.)

이 논문 내용을 요약해서 설명하면 다음과 같다. 크게 1차, 2차로 나눠서 SNP 연구를 수행했으며 1차 조사를 통해서 아이슬란드 2,986명에서 SNP 변이체들 중 머리, 눈 그리고 태양에 노출되었을때 피부의 민감성에 대한 바이오 마커를 발굴하는 연구를 수행하였다.  2차 연구조사때는 아이슬란드 2,718명과 (deCODEme의 모회사인 deCODE genetics가 아이슬란드에 있어서 이들 인구 집단을 많이 활용한다) 네덜란드 인 1,214명의 샘플을 사용해서 그결과 총 6지역에서 바이오 마커를 발견하게 되었다.

그 결과 한 마커는 유전자  SLC24A4에서 발견되었으며 눈과 머리카락 색을 결정한다는 것을 알게 되었다. 그리고 또 하나의 머리카락 색깔을 결정하는데 관여되어있는  KITLG 유전자 안에서 발견하였다. 유전자 TYR에서 발견된 두 아미노산 변이 마커는 눈 색깔과 주근깨와 관계되어있음을 알게되었다. 그리고 6번 염색체(6p25.3)지역 에서 발견된 한 변이체 또한 주근께 생성에 관여한다는것을 알게 되었다. 그리고 다섯번째 영역은 OCA2 마지막 영역은 MC1R 유전자 영역에서 발견되었다.

그런데 서양인들에서 찾은 바이오마커라서 동양인들에게 맞을까 궁금도 하고 나의 유전자 프로필도 갖고 싶어서 이 서비스를 신청했었다. 그리고 사실 동양인들은 서양인들과 달라 잘 안맞을것이라 생각을 했는데 그 결과는 달랐다. 나의 신체적 특징을 정확하게 예측을 해주었다!

나도 몰랐든 나의 눈 색 분포를 알려주었다. 나는 이전에는 눈 색깔이 갈색 또는 검은색 인줄 알았는데 갈색 68%, 초록색 18% 그리고 푸른색 14% 로 구성되어있다고 예측해주었다. 자세히 거울을 보니 완벽한 갈색은 아니였었다. 그리고 머리카락 색은 내가 알고 있는것과 크게 차이가 나지 않게 94%가 갈색/검은색으로 나왔다. 생각외로 정확한것 같다.


Physical Attributes

나의 유전자 프로파일로 예측된 눈과 머리카락 색깔

  
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 2008년 1월에 사이언스에 실린 논문에 따르면 정자와 난자가 형성될때(감수분열) 유전정보 재편성의 양을 조절하는 것에 영향을 주는 두개의 SNP를 발견하여 보고 하고 있다. 

 유전학에서는 정자와 난자가 만들어질 때 염색체가 재편성되는 것을 설명하기 위해 "재조합(recombination)"이라는 용어를 사용한다. 이 재조합은 정자와 난자가 형성되는 동안 보모로부터 물려받은 염색체 한벌씩이 섞이면서 사람이 다양한 형질의 유전자를 갖도록 돕는다. 이때 재조합 정도에 따라 염색체에 포함된 유전정보의 재편성 양이 달라진다. 유전정보 재편성 양을 조절하는 주요 위치가 어디 인가를 모르다가 이제 알게 된것이다. 이 연구에서는 어거스틴 콩과 그 동료들이 이 중요 마커를 발견하기 위해 6,000명의 유럽인들 특히 부모와 자식들의 대량의 SNP 분석 연구를 통해 확인하게 되었다.
사용자 삽입 이미지

 이 두개의 SNP들은 4번 염색체의RNF212 유전자에 존재한다는것을 확인했다.

 이 두개의 SNP들 중에 rs3796619라고 명명된 SNP의 경우 A,T,G, C의 4개의 DNA중에 G일 경우 그리고 rs1670533의 SNP가 A일 경우 남자들의 경우는 재조합률이 높아 있음을 알수가 있었다. 반대로 여자들은 rs3796619가 A와 rs1670533가 G일때 재조합률이 더 높다라고 한다. 그럼으로 남자가 재조합율이 높으면 여자는 낮아지게 되며 여자가 재조합율이 높으면 남자가 낮아지게 되는 반대의 경우가 나타나면서 서로 균형을 유지하게 되고 우리 인간의 유전정보가 안전하게 유지 될 수 있다는 것이다. 이렇게 중요한 두 SNP 마커를 간직하고 있는 이 RNF212의 생물학적 기능에 대해서 명확하게 밝혀진것은 없으나 C.elegance와 효묘균에서도 발견될 만큼 진화적으로 오랫동안 잘 보존된 유전자임이 밝혀졌다.

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