다운증후군 유전자가 자폐증도 일으킨다

자폐증을 유발시킨 제브라피쉬는 한 높이에 떠다니지 못하고 높이를 바꿔가며 정신없게 돌아다닌다(위). 또 사회성도 사라져 다른 무리와 함께하지 않고 혼자 이곳저곳을 탐색한다(아래). - 한국생명공학연구원 제공

다운증후군을 유발하는 유전자가 자폐증도 일으킨다는 사실이 국내연구진에 의해 밝혀졌다. 유전자의 이상으로 인한 행동 변화까지 동물 실험으로 입증해 자폐증 치료제 개발의 가능성을 열었다는 평가다.

 

이정수 한국생명공학연구원 질환표적구조연구센터 선임연구원 팀은 김철희 충남대 교수, 김형국 미국 오거스타대 교수와 공동으로 다운증후군의 원인유전자로만 알려졌던 ‘DYRK1A’ 유전자가 자폐증의 원인유전자로도 작용함을 제브라피쉬 실험을 통해 세계 최초로 검증했다고 27일 밝혔다.

 

자폐증은 사회적 소통에 어려움을 겪는 일련의 지적장애를 통칭하는 말이다. 자폐증은 아직 치료제도 없고 원인도 분명하지 않다. 유전자 분석 기술의 발달로 자폐증의 원인이 되는 후보 유전자들이 지목됐지만, 동물실험을 통해 검증하는 일이 어려웠다.

 

자폐증 환자에서 가장 빈번히 돌연변이가 생기는 DYRK1A 유전자는 자폐증 유발위험이 높은 유전자 중 하나다. 과학자들은 DYRK1A 유전자와 자폐증의 연관성을 검증하기 위해 유전자편집을 통해 실험쥐에 돌연변이를 유발했지만, 실험쥐의 발생이 배아단계에서 멈춰 생체수준의 기능을 밝히는데 실패했다.

 

연구진은 쥐 대신 제브라피쉬를 선택해 기능을 밝혔다. 제브라피쉬의 경우 DYRK1A 유전자에 돌연변이를 일으켜도 무사히 성체까지 자랐다. 하지만 정상 개체와 달리 뇌의 크기가 작고, 사회성이 현저히 감소했다. 제브라피쉬는 본래 무리를 지어서 돌아다니지만 돌연변이 개체의 경우 혼자 따로 떨어져 행동했다. 또 돌연변이 제브라피쉬는 뇌에서 스트레스를 감지하는 유전자의 발현이 정상에 비해 현저히 감소했다.

 

이 연구원은 “DYRK1A의 자폐증 관련성을 세계 최초로 동물모델을 통해 검증하고, 행동분석법까지 개발한 것으로 향후 다른 자폐증 후보유전자들의 기능 검증에도 활용할 수 있을 것”이라며 “자폐증 치료제 개발을 위한 이론적 근간을 마련한 셈”이라고 말했다.

 

연구결과는 자폐증 임상연구 분야 권위지인 ‘분자자폐증’ 9월 29일자 온라인 판에 실렸다.