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바이오스펙테이터 장종원 기자

GATK, VarScan2, MuTect와 비교해 일란성 쌍둥이 간 유전적 차이와 같은 낮은 빈도 체세포 유전변이 분석에 유리..英 Nucleic Acid Research에 게재

신테카바이오가 개발한 고민감도 유전변이 분석도구 애디스캔(ADIscan, Allelic Depth and Imbalance Scanning)의 성능을 검증한 연구결과가 나왔다. 일란성 쌍둥이의 유전자 차이와 같은 낮은 빈도의 체세포 유전변이 분석에 GATK 등 기존 분석도구보다 우수한 성능을 보였다.

신테카바이오는 최근 애디스캔과 기존 유전변이 분석도구인 GATK, VarScan2, MuTect와의 성능을 비교한 연구결과가 영국 옥스퍼드대학 출판사가 발간하는 '뉴클레익 액시드 리서치(Nucleic Acid Research, Impact Factor: 10.162)'에 게재됐다고 12일 밝혔다.

일란성 쌍둥이의 유전정보는 100% 일치하지 않는다. 세포분열시 DNA가 복제되는 과정에서 굉장히 낮은 빈도로 유전 변이가 일어나게 돼 일란성 쌍둥이 사이에 유전적인 차이가 발생하게 된다. 하지만 현재의 유전자 분석 도구는 대부분 암과 같은 특정한 경우에 최적화된 통계학적 알고리즘을 사용하고 있어 쌍둥이 간 유전적 비교나 질병과의 상관관계가 규명되지 않은 체세포 신규변이를 찾아 낼 수 있는 민감도가 높은 분석 방법이 필요했다.

연구팀은 차세대 맞춤의료사업단이 보유한 일란성 쌍둥이 두 쌍의 전장 유전체(WGS) 데이터를 활용해 신테카바이오의 애디스캔(ADIscan1, ADIscan2)과 브로드연구소가 개발한 GATK(Genome Analysis Toolkit), 또다른 유전자분석 도구인 VarScan2(워싱턴대학교 유전체연구소 개발), MuTect(브로드연구소 개발)의 성능을 비교했다.

먼저 4명의 WGS 각각에 대한 변이 검출 능력을 ADIscan1과 GATK 간 비교했을때 GATK가 찾은 변이의 99.74%를 ADIscan1도 검출했으며 총 변이의 18%(GATK가 찾은 총 변이 수 기준)에 해당하는 새로운 변이를 ADIscan1이 추가로 검출했다. ADIscan1에서만 검출된 70만개 변이 중 20만개는 국제 SNP 데이터베이스(DB)인 dbSNP에 없는 것이었다.

연구팀은 "ADIscan1이 GATK에 비해 더 민감하게 변이를 검출했다"면서 "생물학적 모델과 데이터베이스를 고려하는 GATK와 달리 ADIscan은 데이터 자체의 패턴으로만 분석하여 기존에 보고된 바 없는 새로운 변이 검출에 특히 더 유리하다"고 밝혔다.

두 WGS 간의 불일치 변이 분석 위해 고안된 분석 툴은 현재까지 암조직 내 낮은 빈도로 존재하는 변이를 검출하는데 최적화 된 VarScan 및 MuTect가 대표적이다. 연구팀은 ADIscan2로 쌍둥이 간 유전적 차이를 직접적으로 분석해 약 500개 불일치 변이를 발견했는데 이 중 약 40%는 VarScan2가 발견한 불일치변이와 일치했다. 연구팀은 "이 두 알고리즘과 ADIscan2의 비교 결과, ADIscan이 일란성 쌍둥이 간 변이 차이를 검출하는데 더 적합한 것으로 나타났다"고 전했다.

연세의대 이진성 교수(임상유전과)는 "유전질환의 종류는 수천 가지가 넘고 최근 들어 많이 활용되는 유전체 검사에서는 분석 방법의 정확도가 중요한데 애디스캔이 높은 정확도를 보일 수 있다면 임상 진단이나 치료 방법 결정 등을 위해서도 활용 범위가 넓을 것으로 기대된다"면서 "또한 기존 방법보다 개선된 돌연변이 검출 알고리즘을 자체로 개발 한 것에 그 의미가 있으며 이를 더 발전시켜 대표적인 유전체 분석 프로그램으로 발전할 수 있기를 기대해 본다”고 덧붙였다.

신테카바이오는 애디스캔을 비-암 영역의 알츠하이머나 파킨슨병과 같이 체세포 변이 관련 연구가 비교적 미흡한 퇴행성질환에도 적용하고 인공지능 모델과 연계해 유전체 연구 및 신약개발에 필요한 자원을 제공할 예정이라고 밝혔다.