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지카 바이러스 소두증, 유전자 이상이 원인이었다

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2018년 02월 02일 19:00 프린트하기

GIB 제공
GIB 제공

지카(Zika) 바이러스로 인한 영아 소두증, 이른바 지카 신드롬이 남미 지역을 휩쓴 바 있다. 하지만 지카바이러스에 감염된 모든 아이가 이 병을 앓는 건 아니다. 약 6~12% 영아에서 병증이 관찰될 뿐이다. 그 이유는 아직 명확히 밝혀지지 않았다.

 

그 이유를 파악하려면 지카 바이러스가 언제 어떻게 태아의 뇌 발달에 영향을 미치는지 알아야 한다. 현재 지카 바이러스가 신경세포의 유전자를 변형시킨다는 가설과 유전자는 그대로 두고 신경세포의 발달 과정에 뒤늦게 작용한다는 가설 등 두 가지 가설이 대립했다.

 

그런데 최근 지카바이러스가 태아에서 유전적 문제를 일으킨다는 게 처음 확인됐다. 바이러스에 감염된 태아의 유전자를 선택적으로 치료하면 지카 신드롬의 진행을 막을 수도 있을 전망이다.

 

브라질 상파울루대 인간의학유전학과 마야나 자트(Mayana Zatz) 연구팀은 지카 바이러스가 유행한 지난 2016년, 쌍둥이 중 한 명 이상이 병증을 앓고 있는 사례에 주목해 그 차이가 RNA 유전자 변형에 있음을 확인, 2일(현지시각) 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 발표했다. 

 

일란성 쌍둥이 연구는 주로 특정 질병의 이유가 유전적 또는 환경적 요인 중 어떤 것에 영향을 더 크게 받았는지 판별할 때 사용된다. 유전적 영향이 큰 질병이라면 이란성 쌍둥이나 일반 형제자매와 달리 일란성 쌍둥이에서 보다 높은 확률로 관찰되기 때문이다.

 

연구팀은 지카 바이러스가 태아의 발생 과정 중 유전자에 직접적으로 영향을 미칠 것이란 가설을 세운 다음, 질병을 앓고 있는 2쌍의 일랑성 쌍둥이와 1쌍의 이란성 쌍둥이, 그리고 한 명만 병증이 나타난 6쌍의 이란성 쌍둥이 등 총 9쌍을 쌍둥이를 대상으로 유전자 조사를 진행했다.

 

각각의 아이들의 혈액을 채취한 뒤, 약 200여 개의 세포로 분화할 수 있는 유도만능줄기세포를 만들었다. 그런 다음 실험실에서 이를 신경세포로 분화시켰다. 4일이 지나자 지카신드롬을 앓았던 아이에서 유래한 유도만능줄기세포가 죽는 것을 확인했다.

 

차이가 발생하는 원인을 알기 위해 유전자를 분석한 결과, 연구팀은 일란성 쌍둥이에서 지카바이러스 감염 여부와 상관없이 DNA 유전자는 차이가 없던 것과 달리 RNA 유전자에서는 차이가 발생하는 것을 발견했다. 가장 많은 변화가 있었던 것은 RNA는 세포의 성장과 죽음의 관계한 것으로 알려진 DDIT41 유전자였다. 정상세포보다 지카 바이러스 감염세포에서 유전자의 발현율이 12.6배 가량 떨어졌다.

 

이밖에도 뇌 장애 형성에 관계하는 FOXG1 유전자나 세포 내 신호전달체계를 담당하는 물질들을 만드는 LHX2 유전자 등이 지카 바이러스로 인해 발현률이 크게 감소했다고 분석됐다.

 

자트 박사는 “지카 신드롬을 앓는 아이에서 유전자 발현율이 떨어지는 데, 이는 유전자의 돌연변이가 많아졌거나 유전자 발현에 관여하는 단백질의 생산에 문제가 생긴 것”이라며 “직접적 또는 간접적으로 바이러스가 유전자에 영향을 미친 것이 확인됐다”고 설명했다. 그는 이어 “(이를 바탕으로) 지카 신드롬을 막기위해 유전자 치료적인 접근법을 고려할 필요가 있을 것”이라고 덧붙였다.
 

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