유전질환 이야기

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유전질환 ; 질병 유전인자의 클로닝

작성자 닥터코리아 조회수 4339

【 질병 유전인자의 클로닝 】

( 방법 )
(1) 산물인 단백질이 알려져 있고 또 이용 가능한지 여부
(2) 유전인자의 기능을 선별해 낼 수 있는지 여부
(3) 유전인자의 위치가 알려져 있는지 여부(postional cloning)
(4) 표현형, 질병의 연고나 지도상의 위치 및 생물학적으로 관련 있는 유전인자의 연관 지도상의 위치를 알고 있는지 여부(regional candidate gene approach).


유전인자 클로닝의 대부분은 단백질의 정제, 부분적인 아미노산 서열의 결정, 항체 생성 그리고 측정 방법의 개발에 의존하고 있다.


이 정보를 이용해서 mRNA 추출, 아미노산 서열에 근거하여 합성한 oligonucleotide를 이용한 교잡 스크리닝, 유사한 oligonucleotide를 이용한 PCR증폭, cDNA library 표현의 면역학적 스크리닝 및 이와 관계된 방법으로 cDNA 클론을 분리하게 된다.

단백질이나 연관 지도상의 위치를 모르더라도 유전인자의 기능적 특징에 근거하여 유전인자를 클로닝할 수도 있다.


전에는 reverse genetics라고 불리우던 positional cloning은 유전인자의 기능에 대한 정보가 없는 상태에서 위치에만 의존해서 질병 유전인자를 분리하는 방법이다. 이 방법은 환자 가계에서 질병 유전인자 좌위와 가까이 위치하는 DNA 표지를 찾는데 의존하고 있다.


꼭 같은 방법으로 상염색체 열성 및 X-연관 질환에도 적용할 수 있다.


질병 유전인자의 위치를 정하게 되면, 중첩 클론에서 관련된 부분의 DNA를 분리할 수 있고 그 부위 내에 있는 유전인자를 동정할 수 있으며, 돌연변이를 발견하게 되면 결국에는 어떤 것이 질병 유전인자인지 밝힐 수 있다. 이 방법으로 Duchenne형 근위축증, cystic fibrosis, 망막아세포종, polyposis of colon, neurofibromatosis 및 Huntingtons disease등의 유전인자를 찾아냈다.



Candidate gene approach 방법은 원래는 알려진 단백질들 중에서 질병의 표현형에 근거하여 질병 유전인자를 단순히 짐작해내는 과정을 의미했지만, 이런 접근 방법이 가능한 경우는 거의 없고, candidate gene approach에서도 positional cloning으로 접근하기에는 부족하더라도 그 질병 유전인자의 위치에 관한 정보가 제한적으로는 요구된다.

제한적인 유전인자 위치에 관한 정보와 관계된 유전인자의 위치에 관한 정보 및 마우스와 같은 다른 종에 관한 정보를 근거로 하여 어떤 유전성 질환에서 어떤 유전인자가 돌연변이 되어 있을 것이라는 가정을 세우고 검정할 수 있게 된다. 그러한 검정은 환자에게서 돌연변이를 찾기 위해 문제의 유전인자를 증폭시키고 클로닝하는 것이 보통이다.

Candidate gene approach는 familial hypertrophic cardiomyopathy의 원인으로 cardiac myosin heavy chain 유전인자의 돌연변이를 동정해 냈다.

마우스에서의 정보를 이용하여 Waardenburg syndrome이 PAX3유전인자의 돌연변이에 의한 것임을 밝혀냈다.

많은 유전인자가 positional cloning과 candidate gene approach의 조합에 의하여 클로닝되었는데, 그 예가 Marfans syndrome이다.

Candidate gene approach의 변형된 방법 중 하나가 특정 유전인자에 돌연변이를 일으킨 마우스를 만들어내서 마우스의 표현형과 비슷한 사람의 질병의 유전인자를 찾을 수 있다.