하나의 질병에 걸리면 한 가지 질환 뿐 아니라 여러 질환을 동시에 앓게 되는 경우가 많다.

대표적인 예가 비만과 당뇨다. 이 처럼 하나의 질병으로 발생되는 `합병증’ 유발 돌연변이 유전자를 진화속도로 예측할 수 있다는 연구 성과가 나왔다.

포스텍(포항공과대학교) 정보전자융합공학부생명과학과 김상욱(사진) 교수팀은 세계적인 과학저널 네이처가 발행하는 `사이언티픽 리포트’를 통해 질병 유전자들의 진화 속도를 분석, 공존질환과 합병증을 예측할 수 있는 기술을 지난 22일 발표했다.

이 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 지원하는 세계수준 연구중심대학(WCU)사업과 중견연구자 지원사업의 지원을 받아 이뤄졌다.

연구팀은 이 논문에서 진화속도가 빠른 유전자는 주로 호흡기와 면역질환으로, 진화속도가 느린 유전자는 근육이나 골격이상을 일으키는 질병과 관련이 높다는 것도 밝혀냈다.

질병은 사람이 가진 유전자의 변이에 의해 일어나며, 변이로 인해 사람에게 질병을 일으킨 유전자를 `질병 원인 유전자’라고 부른다.

기존의 게놈 유전자 분석(GWAS)은 한 번에 이 같은 질병 원인 유전자들을 밝혀내는데에 유용하게 사용돼 왔지만, 각 유전자의 이상이 어떤 질병과 관련됐는지는 밝혀내기 어려웠다.

연구팀은 질병 원인 유전자들의 진화속도가 저마다 다르다는 점에 착안해 진화속도를 측정하는 한편, 미국질병본부에서 4년간 수집한 수천만 명의 환자들의 병원기록을 이용해 질병들 간의 공존질환 네트워크를 구축했다.

또 각 질환에 따라 분류된 네트워크를 바탕으로 연구팀은 돌연변이 진화속도가 같은 질환은 합병증으로 일어날 가능성이 높다는 사실을 발견, 자주 발생되는 공존질환과 합병증을 예측하는데 성공했다.

연구를 주도한 김상욱 교수는 “질병 예측 등 생명과학 분야에서도 현재 대용량 데이터 분석 기술개발의 중요성이 높아지고 있다”며 “이번 연구 성과는 복잡한 인간질병과 유전자 진화와의 관계를 이해하는 한편, 효율적으로 합병증을 예측할 수 있는 기술의 바탕이 될 것”이라고 밝혔다.