UNIST 남덕우 교수팀, 공공 빅데이터로 암 억제 RNA 분자 발견

【울산=뉴시스】박일호 기자 = 울산과학기술원은 생명과학부 남덕우 교수팀이 유전자 발현 빅데이터 분석을 통해 암을 억제하는 마이크로RNA와 이와 관련된 세포 신호조절 경로를 발굴했다고 17일 밝혔다. 왼쪽부터 김진환 연구원, 남덕우 교수, 윤소라 박사, 하이 응우옌 박사. 2019.03.17. (사진=울산과학기술원 제공) [email protected]

【울산=뉴시스】박일호 기자 = 울산과학기술원(UNIST)은 생명과학부 남덕우 교수팀이 유전자 발현 빅데이터 분석을 통해 암을 억제하는 마이크로RNA와 이와 관련한 세포 신호조절 경로를 발굴했다고 17일 밝혔다.

마이크로RNA는 19~23개 정도의 짧은 연기로 이뤄진 RNA 분자로, 여러 유전자의 발현을 억제한다. 이를 통해 다양한 세포 활동과 암, 당뇨 등 만성질환에 핵심적인 역할을 한다.

남 교수팀은 15년 이상 차곡차곡 쌓인 유전자 발현 공공 데이터베이스를 활용하는 새로운 분석 전략을 개발했다.

이 데이터베이스에서 각종 질병과 조직 특성, 세포 분화, 약물처리 등 다양한 세포 조건에 따른 5000여개의 데이터 세트를 가공해 유전자 발현 빅데이터를 수집했다.

또 마이크로RNA의 염기서열에 기반한 타깃 유전자(마이크로 RNA의 조절을 받는 대상 유전자) 집단의 정보를 함께 분석했다.

그 결과, 459개의 인간 마이크로RNA에 의한 조절 네트워크를 예측하는 빅데이터 분석 시스템을 구축할 수 있었다.

특히 바이클러스터링이라는 양방향 군집화 분석을 통해 마이크로 RNA가 조절하는 유전자 집단과 관련 세포 조건을 동시에 제시해주는 새로운 접근법을 개발했다.

유전자 발현 빅데이터에 바이클러스터링 방법을 적용하면 줄기세포나 특정 질병 등 다양한 세포 조건에서 일어나는 마이크로RNA 조절 네트워크를 더 정확하게 발굴할 수 있다.

가령 유방암이 어떤 유전자들의 발현과 연결돼 있고, 이들 유전자를 억제하는 마이크로RNA가 무엇인지 예측하게 되는 것이다.

【울산=뉴시스】박일호 기자 = 울산과학기술원은 생명과학부 남덕우 교수팀이 유전자 발현 빅데이터 분석을 통해 암을 억제하는 마이크로RNA와 이와 관련된 세포 신호조절 경로를 발굴했다고 17일 밝혔다. 사진은 유전자 발현 빅데이터로 마이크로RNA 발굴하는 바이클러스터링 알고리즘. 2019.03.17. (사진=울산과학기술원 제공) [email protected]

연구진은 실제로 유방암 발달에 중요한 신호전달 경로를 miR-29 등 적은 수의 마이크로RNA들이 집중적으로 억제 가능하다는 것을 발견했다.

또 미만성 거대 B세포 림프종이라는 질병의 발달을 억제하는 마이크로RNA도 예측해내 이 기법을 다른 여러 질병으로 확장할 수 있음을 보였다.

남 교수는 "BiMIR 데이터베이스를 통해서 누구나 마이크로RNA, 세포 조건, 타깃 유전자 등에 대해서 마이크로RNA 조절 네트워크를 검색할 수 있다"며 "현재는 마이크로어레이 데이터 기반으로 만들었지만, RNA 시퀀싱 데이터도 충분해지면 더 다양한 세포 조건에서 더 정확한 네트워크 예측이 가능하다"고 밝혔다.

이번 연구 결과는 영국 옥스퍼드대학 출판사에서 발행하는 생물학 저널 '뉴클레익 에시드 리서치(Nucleic Acids Research, IF: 11.56)' 온라인판에 게재됐다.

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