만성 및 유전질환 유전체 연구
- 수정일
- 2022-10-12
배경/목적
- 만성질환은 환경적 원인뿐만 아니라 유전적 원인, 신체의 생리적 기전의 변화 등 복합적인 원인으로 발생
- 최근 대규모 유전체 연구를 통해 만성질환 연관 유전요인(만성질환 연관 유전변이들은 ‘유전요인’으로 정의함)들이 다수 발굴되었음
- 그러나, 대부분 유럽인 대상의 유전체 분석 결과들로 해당 결과를 비유럽인에 적용시에는 질환 예측률이 약 50% 수준으로 현저히 저하되는 등 문제점이 보고된 바 있음
- 본 사업에서는 전장유전체연관성분석 (genome-wide association study, GWAS) 등 한국인 특이적 만성질환 연관 유전요인 발굴 연구를 통해 만성질환 예측(prediction) 및 예방(prevention) 등 한국인 정밀의료 연구 기반을 구축하고자함
- ※ 형질: 키, 몸무게, 비만도, 당 수치 등의 신체계측과 생화학 지표 등
- ※ 전장유전체연관성분석: 유전체에 존재하는 수천만개의 유전변이와 형질과의 통계적인 연관성을 분석하여 형질에 영향을 미치는 유전변이를 발굴하는 기법
내용
코호트 기반 전장 유전체 연관분석 연구
- 유전체 정보와 코호트의 역학 자료를 연계하여 만성질환 연관 유전형질들에 대한 전장유전체연관성분석 수행 및 유전요인 발굴
- 코호트 역학자료로부터 제2형 당뇨, 고혈압, 비만 등 주요 만성질환과 공복혈당 등 유전형질에 대한 정보를 추출
- 한국인칩, 엑솜칩, Affy 5.0, Affy 6.0, Illumina OMni1 등을 이용한 전장 유전체 연관성 분석을 수행
대규모 컨소시엄 구성을 통한 국제공동연구
- 아시아인 특이적인 유전요인 발굴을 목적으로 하는 ‘아시아 유전체 역학 네트워크 (Asian Genetic Epidemiliogy Network, AGEN)’ 및 수십만 명의 다인종(서양인, 아프리카인, 동양인 등) 대상으로 연구하는 국제컨소시엄에 참여하여 제2형 당뇨 등 만성질환 및 공복혈당, 혈압 등 당뇨 관련 형질에 대한 대규모 전장유전체연관 메타분석 연구를 수행
유전체기능 검증 연구
- 만성질환 연관 유전요인 중 기능주석분석(functional annotation)을 수행하여 기능 유전변이 선별
- 표적 유전자 편집 (Targeted genome editing) 기술을 이용한 유전변이 특이적인 세포주 모델 제작과 표현형 분석을 통한 기능 검증
- 질환 관련 대사체 정보 생산·분석 및 유전체 데이터와의 비교통합 분석을 통한 만성질환 연관성 규명
만성질환연관유전변이발굴 및 기능검증
- 연구설계(예. 환자-대조군연구)
- Control, Case
- 유전체 분석 (예. SNP 칩 등)
- Genotyping With microarray, Genome Sequencing with NGS analyzer
- 유전체 정보 정도 관리
- Sample QC, 1. Call rate, 2. Relatedness, 3. Population stratification, Genotype QC 1. Call rate, 2. Quality score, 3. HWE, 4. MAF
- 전장 유전체 연관성 분석 (GWAS)
- Quantile-Quantile plot, Manhattan plot, Regional plot, Replication study : Replication analysis with Independent sample set
- 메타분석 기능검증연구
- analysis, Functional analysis, Other analysis : gene- based, pathway, gene-gene interaction polygenic risk estimation, etc.
기대효과
- 한국인 대상 유전체연구 기반 과학적 근거 정보 확보를 통해 한국인 정밀의료 연구 기반 강화
- 한국인 대상 대규모 인구집단 유전체연구 결과 공개 및 기술이전을 통한 국내 정밀의료 연구 분야 활성화 및 관련 산업화에 기여
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