이번 포스팅에서는 가족을 대상으로 풀 시퀀싱을 수행하고 그 정보를 공개한 것에 대해서 살펴 보려고 한다. 소개될 두 가족은 모두 4명의 구성원으로 되어 있으며, 한 가족은 현재 가족중에 어떠한 질병도 가지고 있지 않은 솔렉사의 전 CEO인 존 웨스트(John West) 가족과 밀러신드롬 자녀를 가진 유타 대학의 린 조디(Lynn Jorde) 교수의 가족이다.
먼저 생각해볼 문제 : 이들은 유전정보 및 신상정보를 공개하는 것이 어떤 것인지 충분히 이해했을까?
개인적으로 풀 시퀀싱은 아니지만
PGP에서 사용중인 CC0 라이센스 freely available to the public
West 가족
솔렉사의 전 CEO인 존 웨스트(John West)의 4명의 가족(아내, 두명의 십대 자녀)의 시퀀싱을 수행했고 추정하기에 이십만달러(일루미나에서는 4만팔천달러, 한화로 5천3백만원에 퍼스널 시퀀싱을 해주고 있음)의 가격이라고 한다. 하지만 웨스트 가족은 할인이 더해졌을 거라고 한다. 또한 풀 시퀀싱을 하기 전에 이미 23andMe에서 3년전에 두자녀가 서비스를 받았다고 한다.
Jorde 가족
앞서 살펴본 가족은 평범하지만, 이 가족은 좀 사연이 길다. 우선 아버지인 Lynn Jorde는 유타대학의 유전학자로 그의 아내와 두 명의 의붓자식이 있다. 따라서 그의 아내, 의붓자식2명, 생물학적 진짜 아버지 이렇게 4명의 풀 시퀀싱을 수행했다고 한다. 그러나 여기서 끝이 아니라 두 자식은 밀러신드롬과 원발성 섬모 이상운동증을 가지고 있다고 한다.
Jorde의 가족
가족 데이터의 중요성
이러한 풀 시퀀싱에서 가족 데이터는 여러가지 중요성을 가지고 있는데 하나씩 벗겨보면 다음과 같다.
1) 풀시퀀싱에서의 에러 찾기
NCBI의 레퍼런스 지놈의 서열과 비교해서 다른 부분을 찾은 경우 그것이 돌연변이인지 시퀀싱 에러인지를 어느 정도 확인 가능하다는 것이다. 이것은 자식의 경우 부모에게서 각각 하나씩 물려 받기 때문에 이부분을 확인하면 어느 정도 돌연변이인지 에러인지를 추정 가능하게 된다.
2) 돌연변이 찾기
한 세대 즉 부모와 자식간에 어느 정도의 돌연변이 발생하는지를 알 수 있다는 것이다. 이러한 돌연변이의 비율은 가족 데이터가 아니면 알 기 힘들다.
3) 질병의 원인 찾기
Jorde 가족의 경우 질병에 걸린 두 자녀와 정상인 부모의 데이터를 통해 두 자녀가 가지고 있는 질병의 원인을 찾는데 사용될 수 있다. 자녀들의 질병이 매우 희귀하기 때문에 특정 유전체 부위의 삽입(Insertion), 결손(Deletion)이나 복제수변이(Copy Number Variation - CNV)를 부모와 자녀 사이에 관찰하여 정확한 유전적 원인을 찾는 것을 기대할 수 있다. 희귀질환의 경우 유전적 요인이 질병에 매우 강하게 영향을 미치기 때문이다.
하지만 시퀀싱을 통해 나타나는 모든 변이는 유전적인 질병을 설명할 수는 없다. 또한 이러한 소규모 가족단위의 서열 분석 방법을 당뇨, 비만이나 고혈압 같은 공통복합질환 (Common Complex Disease)에 동일하게 적용하는데는 한계가 있다. 공통복합질환은 유전적인 요인과 환경적인 요인이 복합적으로 영향을 미치기 때문에 대규모 인구집단이나 다수의 가족을 기반으로 연구하는 것이 가장 정확한 결과를 보여주기 때문이다. 대규모 연구에 있어서 가장 큰 걸림돌은 아직까지 매우 높은 시퀀싱 가격과 공통변이와 희귀변이 분석에 대한 통계적 방법론일 것이다.
점점 더 시퀀싱 기술은 발달하고 그 가격도 점차 내려가고 있는것은 어찌 보면 당연한 일이며, 이러한 가격 하락과 더불어 개인 유전자 검사에서도 서서히 풀 시퀀싱을 사용하기 시작하고 있지만, 빨라져가는 기술에 비해 그 데이터를 해석하는 능력은 한참 뒤떨어져 있는 현실이다.
국내에서도 모 대학의 교수님이 한국인의 풀 시퀀싱과 아시아인의 유전변이를 발굴했다는 기사를 보면 마치 코앞에 예측/예방의학이 눈앞에 온것처럼 느껴지는데 아직은 갈길이 멀다는 것이다. 단순히 시퀀싱은 하나의 도구라는 사실을 명심해야 할 것이다. 그렇다고 시퀀싱이 뭐 쉽거나 학술적 의미가 없다는 것은 아니다. 아직 갈길이 먼 분야이니 너무 성급하게 당장 예측/예방의학이 곧 실현될 것이라는 생각은 잠시 접어 두길 바란다.
참고
Roach, J.C., & et al. (2010). Analysis of genetic inheritance in a family quartet by whole-genome sequencing. Science
Daniel MacArthur. Disease hunting with whole genome sequences: the good news, and the bad news
hongiiv
hongiiv@gmail.com