'암의 모든 게놈' 분석 사상 최대의 연구를 통해 종양 성장을 촉진하는 유전자 변이에 대한 자세한 내용이 밝혀져

'암의 모든 게놈' 분석 사상 최대의 연구를 통해 종양 성장을 촉진하는 유전자 변이에 대한 자세한 내용이 밝혀져

자율적이고 제어되지 않는 종양이 조직으로 침투·전이되는 암은 전 세계인을 죽음에 이르게 했으며, 연구자들은 오랜 기간 암 치료법과 조기 발견법에 대해 연구해 왔다. 
전 세계 연구진이 협력하여 수행한 암 게놈을 포괄적으로 분석하는 Pancer Analysis of Whole Genomes(PCWAG)라는 프로젝트를 통해 전례 없는 수준으로 종양 성장과 관련된 유전자 변이에 대한 세부 내용이 밝혀졌다고 보고하고 있다. 

암은 세포의 유전자 변이로 인해 종양이 자율적인 증식을 시작해 정상적인 조직에 여러 문제를 일으키는 질병이다. 
따라서 암 게놈 전체를 포괄적으로 분석하는 것은 인간 게놈의 전염기서열을 분석하는 인간게놈계획이 완료된 이후 암 연구자들의 큰 목표였다는 것이다. 

지금까지 이루어진 암 유전체에 관한 연구에서는 방법의 용이성과 비용 면에서 단백질을 코드하는 엑손 영역에 초점이 맞춰져 왔지만 엑손 영역은 암 유전체 중 단 1%를 차지하는데 불과하다. 
엑손 영역만을 대상으로 한 분석에서는 암 성장을 촉진할 가능성이 있는 많은 가능성이 간과돼 왔다고 연구팀은 지적하고 있다. 

PCWAG는 전 세계 1300명의 연구자가 협력하여 총 38종의 암 2658개에 이르는 샘플에 대해 전체 게놈을 해석한다는 웅장한 프로젝트이다. 10년 이상 지속된 PCWAG의 대처에 대해 "이들 연구에서 두드러진 것은 체계적으로 이 정도의 연구를 수행하는 데 어려움이 있다"라고 미시간 대학의 암 유전학자인 Marcin Cieslik는 말했다. 

PCWAG에서는 광범위한 데이터의 품질관리 및 데이터 처리, 유전자 변이를 검출하기 위해 이루어지는 파이프라인 처리의 대규모 체계적 실증실험 등이 필요했다는 것이다. 여러 데이터센터에 분산된 방대한 데이터와 이를 처리하는 계산능력이 필요해진 PCWAG는 클라우드 컴퓨팅의 발달로 프로젝트가 진전되었다고 보고하고 있다. 

또 PCWAG 연구팀은 암 유전체 분석을 수행했을 뿐만 아니라 각 그룹이 데이터베이스 내 데이터를 자유롭게 분석할 수 있는 체제도 갖췄다. 
온타리오 암연구소의 Lincoln Stein는 암 성장에 관한 기존의 생각을 바꿔치기 위한 많은 새로운 발견들이 있었다고 말한다. 

예를 들어 종양의 약 5분의 1에서 염색체 여러 곳에서 한꺼번에 붕괴와 재편성이 이뤄지는 '크로모슬립시스'라고 하는 기묘한 현상이 일어나고 있는 것으로 나타났다. 

아울러 유전자 변이를 일으켜 암 발생·진전에 직접적으로 중요한 역할을 하는 '운전자 유전자'의 변이가 각 종양에서 평균 4~5개 확인됐다. 
엑손 영역에만 국한된 분석에서는 운전자 유전자 변이가 발견된 암은 전체의 67% 정도였지만 PCWAG에서는 전체의 95%에서 발견됐다는 점에서 기존 생각보다 많은 암 환자가 운전 유전자를 표적으로 한 약에 적합함을 시사했다고 연구팀은 밝혔다. 

이미 영국을 포함한 일부 국가에서는 암 환자에 대한 적절한 치료를 하기 위해 개별 환자별 종양의 게놈 해석이 진행되고 있다. 
PCWAG 연구팀은 10만명 환자의 임상기록과 유전체 데이터를 보관하고 의사가 환자의 종양이 가진 유전체에 기반한 최선의 치료법을 결정하기 위한 '지식뱅크'를 구축하기 시작했다고 한다. 

 

자세한 것은
Pan-cancer analysis of whole genomes | Nature
https://www.nature.com/articles/s41586-020-1969-6

Global genomics project unravels cancer's complexity at unprecedented scale
https://www.nature.com/articles/d41586-020-00213-2

Massive cancer genome study reveals how DNA errors drive tumor growth | Science | AAAS
https://www.sciencemag.org/news/2020/02/massive-cancer-genome-study-reveals-how-dna-errors-drive-tumor-growth

Massive cancer genome study reveals how DNA errors drive tumor growth