인간 염색체 21번과 22번 염기 서열에서 삼염기 반복 서열의 분포와 특성

Abstract

[한글]

CAG 반복 서열을 포함한 삼염기 반복 서열들의 반복회수 다형성은 헌팅톤무도병, 척수소뇌성 실조증과 같은 신경 퇴행성 질환들의 발병 원인으로 알려져 있다. 이와 같은 삼염기반복 서열의 반복 회수 다형성으로 인한 질병들은 모두 원인 유전자 영역내의 특정 삼염기 반복 서열의 유전체 상의 반복 회수가 특정 수치 이상으로 증폭되는 경우 발병하게 되며 환자 가계에서 세대를 거듭할수록 발병 연령이 점점 어려지고 증상은 더욱 심해지는 genetic anticipation 현상을 수반한 신경 퇴행성 유전질환이라는 공통점을 보이고 있다.

삼염기 반복 서열의 증폭에 의한 질환들의 이러한 특성에 착안하여 genetic anticipation을 수반하는 신경계 질환들, 특히 정신분열증, 양극성 장애 등의 원인 유전자를 삼염기 반복 서열을 포함하고 있는 유전자들 중에서 규명하고자 하는 연구가 활발해지고 있다.

본 연구에서는 인간 유전체 염기 서열 초안 자료 중 완성도가 높은 염색체 21번과 22번 염기서열에서 CAG 반복을 포함한 삼염기 반복 서열의 위치와 분포를 조사하고 그 결과 및관련 정보들을 데이터 베이스로 구축함으로써 관련 유전질환의 원인 유전자 탐색에 활용

되어질 수 있는 생물정보학적 기반을 마련하고자 하였다. 인간 염색체 21번 염기 서열의 경우 총64종의 삼염기 반복 서열들에 대해 각각의 반복 단위 서열들이 5번 이상 반복되어있는 위치는 모두 6876개인 것으로 조사되었으며 이중 56.5％ 인 3887개가 유전자로 추정되는 염기 서열 영역 내에서 발견되었고 CAG 반복과 CTG 반복은 0.003％에 해당하는 20개로 조사되었다. 한편 인간 염색체 22번 염기 서열의 경우 삼염기 반복 서열들이 5번 이상반복되어 있는 위치는 모두 2833개이고 이중 35.8％인 1015개가 유전자로 추정되는 염기 서열 영역 내에서 발견되었으며 CAG 반복과 CTG 반복이 0.006％에 해당하는 16개로 조사되었다. 본 연구에서 조사된 삼염기 반복 서열들에 관한 데이터베이스는 향후 반복 회수의 다형성 연구를 통한 질병 원인 유전자 규명에 유용한 기초 자료로 활용되어질 수 있을것이다.

[영문]

Trinucleotide repeats(TNRs) are frequently found in the protein coding regions of the human genome and the copy number polymorphisms of TNRs are associated with the various neurodegenerative disorders like Huntington's disease (HD), spinocerebellar ataxia (SCA), spinobulbar muscular atrophy (SBMA) and dentatorubropallidoluysian atrophy (DRPLA). These trinucleotide repeat expansion(TRE) diseases commonly show the genetic anticipation feature which refers to increased disease severity and earlier age of onset in succesive generations. Because major psychoses like schizophrenia(SCZ) and bipolar affective disorder(BPAD) also show the genetic anticipation feature, the candidate causative genes for these diseases are actively investigated among the genes which have TNR copy number polymorphisms. In this study all the 64 types of TNRs in the genomic sequence draft data of human chromosome 21 and 22 are scanned in silico and the results are integrated into the

relational databases which are accessible by World Wide Web to facilitate the identification of the various disease genes.