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- 유전자 변이는 폐와 기도의 점막 세포에 대한 세포 자체의 방어 반응을 손상시켜
- 유럽인의 약 15%, 남아시아에서는 최대 60%, 아프리카계 사람들의 경우 약 2% 소유.
- 이 위험 유전자를 가진 사람들이 특히 백신 접종의 혜택을 받는 것으로 나타났다
- 예방 접종은 위험 유전자의 보균자에게도 정상적으로 작동해

유전자 변이형이 코로나-19로 인한 사망 위험 2배 높여
세 번째 염색체의 점 돌연변이는 점막 세포의 방어 반응을 약화시킨다.

유전적 소인:
연구원들은 Covid-19에서 심각한 질병과 폐부전으로 인한 사망의 위험을 두 배로 늘릴 수 있는 유전자를 확인했다. 유전자 변이는 폐와 기도의 점막 세포에 대한 세포 자체의 방어 반응을 손상시켜 SARS-CoV-2 코로나바이러스에 더 취약하게 만든다. 유럽인의 약 15%가 이 유전자 변이를 가지고 있지만, 팀이 "Nature Genetics"에 보고한 바와 같이 남아시아에서는 최대 60%이다. 

▲ 세 번째 염색체의 점 돌연변이는 일부 사람들의 점막 세포를 SARS-CoV-2 코로나바이러스에 더 취약하게 만든다. © peterschreiber.media/ Getty images

사람이 Covid-19에 얼마나 심각하게 감염되고 SARS-CoV-2 코로나바이러스 감염으로 사망하는지 다양한 요인에 따라 다르다. 연령, 성별 및 이전 질병 외에도 면역 유형 및 유전적 소인도 포함된다. 연구원들은 이미 심각한 과정을 선호하는 5가지 유전자 변이를 확인했다. 그들은 타고난 면역 방어 및 염증 과정의 조절과 관련이 있다.

세 번째 염색체에서 찾아

Covid 19 질병의 경과에 중요한 영향을 미치는 또 다른 유전자가 있다.
얼마 전 과학자들은 세 번째 염색체의 특정 DNA 부분이 실제로 65세 미만 코로나 환자의 사망 위험을 두 배로 늘린다는 결론을 내렸다. 그러나 그 배후에 어떤 종류의 유전자가 있고 그것이 코로나-19로 인한 사망률에 어떤 영향을 미치는지는 아직 불분명하다.

문제:
영향을 받는 유전자 영역에는 단백질 코딩 유전자가 없고 순전히 조절 기능을 가진 일부 유전 물질이 포함돼 있다. "유전 신호는 인간 게놈의 '어두운 물질'에서 나온다”고 옥스포드 대학의 선임 저자인 짐 휴(Jim Hughes)는 설명한다. 설상가상으로 이러한 유전자는 종종 신체의 특정 세포와 조직에서만 활성화되어 그 기능을 식별하기 어렵다.

영향을 받지 않는 면역 세포

그럼에도 불구하고 위험 유전자를 추적하기 위해 Hughes, 제1저자 Damien Downes와 그녀의 팀은 인공 지능을 사용해 각 세포 유형에 대한 여러 게놈 전체 비교 연구(GWAS)의 데이터를 평가했다. 또한 잠재적으로 영향을 받을 수 있는 다양한 세포 유형의 세포 배양으로 테스트를 수행했다. 첫 번째 시도에서 연구자들은 찾고 있던 유전자 변이를 28개의 후보로 좁혔다.

놀랍게도, 이러한 후보들에도 불구하고 첫 번째 세포 테스트에서 위험 유전자가 일반적인 면역 세포 유형에는 분명히 존재하지 않는 것으로 나타났다. 유전자 변화는 T 킬러 세포, 수지상 세포 또는 B 세포에서 감지되지 않았다. 코로나-19의 심각한 과정에 대해 이전에 알려진 위험 유전자와 달리 우리가 찾고 있는 유전자 변이는 팀이 설명하는 것처럼 면역 체계의 기능에 영향을 미치지 않는 것으로 보인다.
염기 교환은 점막 세포의 방어 반응을 방해한다.

▲ a, 1차 세포를 포함한 694개 세포 유형에서 rs17713054의 위험 A 대립유전자에 대한 랭킹된 deepHaem 염색질 접근성 손상 점수. 선 플롯은 각 조직에 대한 샘플의 누적 백분율을 보여주며, 이는 폐 조직이 높은 순위의 손상 변이체에 풍부함을 나타낸다. b, 대동맥 내피의 rs17713054 증폭자(enhancer 인핸서)(chr3:45,817,661–45,818,660, hg38)에서 ATAC-seq 판독값의 정량화. (관련논문: 그림2 Identification of LZTFL1 as a candidate effector gene at a COVID-19 risk locus)

▲ d, rs17713054 위험 A 및 비위험 G 대립유전자 주변의 서열에 대한 CEBPB DNA 결합 모티프. 모티프에 대한 P 값은 전체 증폭자 및 JASPAR 모티프 MA0466.1에 대한 참조 및 변이체 서열이 있는 FIMO를 사용해 결정됐다. rs17713054 위의 모티브는 A 대립유전자가 있는 서열에서만 확인되었다. (출처: 관련논문)

그것이 무엇일까?
추가 테스트에서 28개의 후보 중 폐와 기도의 점막 세포에서 주로 활성인 유전자 변이가 밝혀졌다. rs17713054로 명명된 위험 대립 유전자의 보인자의 경우, 이 시점에서 DNA 염기 구아닌(G)이 아데닌(A)으로 대체된다. 이 교환은 이 유전자 세그먼트가 상피 세포의 방어 반응을 억제하는 유전자에 대한 조절 증폭기 역할을 하도록 한다.

공동 저자인 옥스포드 대학의 제임스 데이비스(James Davies)는 “우리가 발견한 유전적 요인은 일부 사람들이 코로나 감염 후 왜 그렇게 심하게 아픈지를 설명한다”고 말했다. 유전자 변이는 코로나바이러스에 대한 세포 자체의 방어 반응을 방해하여 폐와 기도의 점막 세포를 감염에 더 취약하게 만든다.

예방 접종은 영향을 받는 사람들에게 특히 중요하다.

DNA 비교 연구에 따르면 유럽인의 약 15%가 이 위험 변종을 가지고 있으며 아프리카계 사람들의 경우 약 2%에 불과하다. 반면에 남아시아에서는 인구의 최대 60%가 이 위험의 보균자이다. 연구원들에 따르면, 이는 사회경제적 요인과 함께 특히 인도의 많은 사람들이 코로나-19에 희생된 이유를 설명할 수 있다고 한다.

그러나 좋은 소식은 이 유전자 변이가 면역 체계의 기능을 방해하지 않기 때문에 Covid-19에 대한 예방 접종이 위험 유전자의 보균자에게도 정상적으로 작동한다는 것이다.

Davies는 "유전자를 변경할 수는 없지만, 이 위험 유전자를 가진 사람들이 특히 백신 접종의 혜택을 받는 것으로 나타났다"며 "유전 신호는 면역 체계가 아니라 폐에 영향을 미치기 때문에 백신은 증가된 위험을 크게 상쇄할 수 있다"고 말했다.

또한, 위험 변형의 작용 메커니즘에 대한 지식은 팀이 설명하는 것처럼 이 시점에서 시작해 영향을 받는 사람들을 보다 구체적으로 치료할 수 있는 새로운 기회를 제공한다.
(Nature Genetics, 2021; doi: 10.1038 / s41588-021-00955-3)
출처: University of Oxford

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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