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연구·사업

한국인유전체정보생산

한국인유전체사업

제2형 당뇨, 고혈압 등 만성질환은 유전인자와 환경적 원인에 의해 질환위험도 및 발병시기가 달라지게 된다. 이러한 질환연관 원인인자 규명을 위해 인구집단 코호트로부터 생산된 대규모의 한국인유전체정보를 이용하여 전장유전체연관분석 및 발굴변이에 대한 검증 분석을 수행하고 있다. 또한, 한국인참조에피유전체 및 대사체 등 다양한 오믹스 데이터를 생산하여 통합 분석함으로써 임상활용 및 예측에 대한 기반을 구축하고자 한다.



한국인유전체정보생산

개요

염기서열 분석 및 기존 상용 유전체칩(이하 '칩')을 이용한 기존 유전체 연구기법은 한국인 만성질환 예측·예방을 위한
대규모 인구집단 유전체 연구 수행에는 적합하지 못한 한계점이 있다. 염기서열 분석의 경우 모든 유전변이를 발굴할 수 있다는 장점이 있으나 고비용과 높은 계산력이 요구된다. 기존 상용 칩은 서양인 중심으로 설계되어 있어 한국인 유전체를 충분히 설명하지 못한다. 한편 한국인 주요 만성질환의 유전요인을 연구하기 위해서는 대규모 인구 집단 유전체 정보 확보가 필수적이다. 하지만 현재 분양되고 있는 유전체정보는 플랫폼(칩) 기준으로 최대 약 1만 5천명 코호트 대상자 수준이다 (Affy 5.0 (8,840명), Affy 6.0 (7,315명), Illumina Exome chip (14,028명), 출처: 한국인체자원은행네트워크). 따라서 이를 이용한 신규 유전변이, 유전자-환경 상호작용 및 희귀 유전변이 발굴 연구에는 어려움이 있다. 이러한 연구기법의 문제점을 극복하기 위해 유전체 연구 선진 국가에서는 자국민의 유전체 정보를 기반으로 바이오뱅크 칩을 제작하고, 대규모 인구집단 유전체정보를 생산, 유전체연구에 활용하고 있다. 본 부서에서도 이러한 국제적 유전체 연구 방향을 고려하여 국가 유전체사업의 일환으로 한국인 만성질환 예측·예방을 위한 대규모 인구집단 유전체 연구 기반 구축을 위해 한국인맞춤형유전체칩(이하 ‘한국인칩’)을 제작하고 한국인 유전체 정보를 생산하고 있다. 한국인칩은 2014년 버전1(KORV1.0)을 제작하고, 컨텐츠 업데이트를 통해 2016년 버전1.1(KORV1.1)을 제작하였으며 현재 약 9만명의 유전체정보를 생산하고 정도관리 분석을 진행하고 있다.

※ 유전변이: 인간은 서로간에 99%이상 동일한 유전정보를 가지고, 약 1%는 서로 다른 정보를 가지고 있음. 이렇게 서로 다른 유전정보를 가지고 있는 것을 유전변이라고 하며, 머리카락, 눈동자 등 표현형과 다양한 질병에 영향을 주는 것으로 알려져 있음
※ 유전체: 모든 유전정보의 집합을 말함
※ 유전체칩: 동전크기보다 약 10배정도 작은 크기로 제작된 반도체 칩으로 하나의 반도체칩에서 수십 만 개 이상의 유전변이 정보 확인이 가능함


내용

한국인칩 제작 및 한국인칩을 통한 유전체 정보 생산

  • Genomic Coverage 95% 이상(MAF ≥ 5%) 및 73% 이상 (MAF 1~5%)
  • 한국인 인구 집단에서 나타나는 기능 변이, 약물유전체 변이, 유전자 발현에 영향을 주는 eQTL 변이, HLA 지역 변이 등 포함
  • 정확도, 재현성 99.5% 이상
  • 한국인 유전체 정보 생산 (2016년 누적 약 9만 명, 2017년 약 3만 9천 명 예정)

한국인칩 분석 기반 제공

  • 한국인칩 검증 자료 및 분석 파이프라인 구축
  • 한국인칩 정확도에 관련한 검증 자료를 제공
  • 한국인칩 정도관리 및 응용 파이프라인 제공

한국인 시퀀싱 데이터, 국제 공개 데이터(1,000지놈/엑솜시퀀싱연구결과)를 이용하여 한국인칩 컨텐츠 후보 유전변이 추출. tagging SNP(주변 유전지역을 대표할 수 있는 SNP), 단백질 기능에 영향을 줄 것으로 예상되는 유전변이, 보도된 질병 연관 유전변이, 약물유전체 관련 유전변이. 한국인칩 컨텐츠 유전변이 선별. 1.검증이 완료된 유전변이 한국인칩 컨텐츠로 확정 2,미검증 유전변이 재설계 및 검증 3.실험시 문제가 보고된 유전변이 제거(공개데이터 활용) 검증된 유전변이(best performance)선별 한국인칩 제작


한국인칩 사업 경과

한국인칩 사업 설명회 개최('14. 4. 24)

  • 한국인칩 사업 계획에 대한 설명, 칩 디자인, 자문회 구성 및 활용방안 등에 대한 패널 토의

한국인칩 제작을 위한 자문회 구성 및 운영('14. 5. ~ '14. 10.)

  • 한국인칩 제작을 위한 콘텐츠 확보를 목적으로 관련 자문을 받기 위한 자문회 구성, 자문회는 유전체학, 생물정보학, 의학 등 관련 분야 전문가로 구성, '14년도에 총 5회의 자문회를 개최하여 전문가 자문 및 의견을 반영

한국인칩 사업 성과 발표회 개최('15. 5. 13)

  • 한국인칩 제작/분석 결과 발표 및 향후 데이터 생산 규모, 분석 대상 질환 선정 및 데이터 활용 방안에 대한 패널 토의

한국인칩 컨소시엄 설명회('16. 4. 25)

  • 한국인칩 활용을 극대화하기 위해 외부 전문가로 구성된 컨소시엄 운영, 관련 연구자에게 한국인칩 컨소시엄을 설명하기     위해 한국유전체학회와 공동주관으로 설명회 개최

한국인칩 활용 성과 확대를 위한 조사 연구 사업('16. 10. ~ '17. 11.)

  • 한국인칩 활용 방안 개발, 분석 프로토콜 개발, 전문가 자문, 컨소시엄 내 전문가 워크숍 등 개최

한국인칩 컨소시엄 홈페이지 운영('16. 11. ~ )

  • 한국인칩과 한국인칩 컨소시엄에 대한 공지사항, 연구 내용 소개, 질문과 답변 등 홍보 홈페이지 운영

한국인칩 컨소시엄 전문가 워크숍 개최('16. 12. 13/'17. 2. 9.)

  • 한국인칩 컨소시엄 참여자들과 한국인칩을 활용한 연구내용 및 컨소시엄 현황 공유와 함께 한국인칩 활용 방안 논의

한국인칩사업 백서 제작 및 배포('18. 1. 24.)

한국인칩 상용화 추진 ('18. 11 ~ )

  • 한국인칩 기술이전 계약을 통한 상용화 추진 (5개 사업체 계약 완료)

한국인칩 컨소시엄 공청회 개최('19. 2. 12)

  • 한국인칩 사업의 성과인 유전체정보 공개, 기술이전, 상용화 현황 소개 및 연구 활성화 방안 논의
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