[메디게이트뉴스 박도영 기자] 신테카바이오에서 개발한 변이 검출기(variant caller) 애디스캔(ADIscan, Allelic Depth and Imbalance Scanning)이 기존에 개발된 변이 검출 알고리즘보다 일란성 쌍둥이 전장 유전체 데이터에서 새로운 변이나 낮은 빈도로 존재하는 체세포 유전 변이를 검출하는데 더 유리하다는 연구결과가 나왔다.

신테카바이오는 ADIscan1&2의 성능을 평가한 연구 결과가 최근 영국 옥스퍼드대학 출판사가 발간하는 '뉴클레익 액시드 리서치(Nucleic Acid Research)'에 게재됐다고 12일 밝혔다. ADIscan은 기존의 알고리즘과는 다른 방식으로 생식세포뿐 아니라 체세포 염기서열 변이를 찾아내는 툴이다.

연구팀은 차세대 맞춤의료 사업단이 가지고 있는 일란성 쌍둥이 두 쌍(네 명)의 전장 유전체 분석(WGS) 데이터를 활용해 ADIscan1, ADIscan1을 수정한 ADIscan2의 성능을 평가했다.

먼저, 표준염기서열(reference genome)과 대조를 통해 각 변이를 검출하는 방식으로 ADIscan1과 미국 브로드 연구소(Broad institute)가 개발한 GATK(유전자정보분석)의 성능을 비교했다. 더불어 일란성 쌍둥이의 두 전장유전체 분석 데이터를 직접 비교하는 형태로 ADIscan2와 미국 워싱턴대학교 지놈연구소(Genome Institute at Washington University)가 개발한 VarScan2, 브로드연구소의 MuTect 성능을 평가했다.

그 결과 4명의 전장유전체분석 각각에 대한 변이 검출 능력을 비교했을 때 GATK가 찾은 변이의 99.74%를 ADIscan1도 검출했고, 총 변이의 18% (GATK가 찾은 총 변이 수 기준)에 해당하는 새로운 변이를 ADIscan1이 추가로 검출했다. ADIscan1에서만 검출된 70만개 변이 중 20만개는 국제 단일염기다형성(SNP) 등록기관인 dbSNP에 없는 것이었다.

찾은 변이 목록을 대조하는 방식으로 쌍둥이 간 유전적 차이를 간접적으로 분석했을 때 GATK는 2만 6000여 개, ADIscan은 6만 4000여개의 변이가 불일치하는 것으로 나타났다.

또한 ADIscan2로 쌍둥이 간 유전적 차이를 직접적으로 분석해 ~500개 불일치 변이를 발견, ADIscan2에 의해서만 검출된 변이 일부를 생어 염기서열 분석(Sanger sequencing)으로 검증했다.

연구팀은 "ADIscan은 GATK와 견줄만한 변이 검출 알고리즘(variant calling algorithm)으로, 일반적으로 GATK에 비해 더 민감하게 변이를 검출한다"면서 "신생(de novo) 변이 검출의 장점이 있으나 위양성(false positive) 증가 우려도 동시에 있어 분석 목적에 따라 민감도를 조절해 사용한다면 신뢰성있는 변이 검출기가 될 것이다"고 설명했다.

이어 "생물학적 모델과 데이터베이스를 고려하는 GATK와 달리 ADIscan은 데이터 자체의 패턴으로만 분석해 기존에 보고된 바 없는 새로운 변이 검출에 특히 더 유리하다"도 덧붙였다.

또한 "두 전장 유전체 데이터 간의 불일치 변이 분석을 위해 고안된 분석 툴은 현재까지 암조직 내 낮은 빈도로 존재하는 변이를 검출하는데 최적화 된 VarScan과 MuTect이 대표적이다"면서 "이 두 알고리즘과 ADIscan2의 비교 결과, ADIscan이 일란성 쌍둥이 간 변이 차이를 검출하는데 더 적합한 것으로 나타났다"고 전했다.

이와 더불어 ADIscan2 를 활용한 분석결과, 부차적으로 일란성 쌍둥이 간 유전적 차이(초기 배아에서의 DNA 복제시 변이율)가 기존 보고보다 높을 수 있다는 점도 제시됐다.

유전성 희귀질환 연구를 진행하고 있는 연세의대 임상유전과 이진성 교수는 기존의 방법보다 유전자 변이에 대한 정밀한 분석이 가능한 애디스캔이 유전질환 관련 연구뿐 아니라 임상적으로도 그 활용도가 높을 것으로 평가했다.

이 교수는 "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 말했다.

신테카바이오는 알츠하이머나 파킨슨병과 같이 체세포 변이 관련 연구가 비교적 미흡한 퇴행성질환에도 애디스캔을 적용하고 인공지능 모델과 연계해 유전체 연구 및 신약개발에 필요한 자원을 제공할 예정이다.