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한빛사논문

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민병주
민병주Byung-Joo Min

서울대학교

Am. J. Hum. Genet., Volume 89, Issue 6, 760-766, 9 December 2011 | doi:10.1016/j.ajhg.2011.10.015 Whole-Exome Sequencing Identifies Mutations of KIF22 in Spondyloepimetaphyseal Dysplasia with Joint Laxity, Leptodactylic Type

Abstract

Byung-Joo Min1, 9, Namshin Kim3, 9, Taesu Chung4, Ok-Hwa Kim5, Gen Nishimura6, Chin Youb Chung2, Hae Ryong Song7, Hyun Woo Kim8, Hye Ran Lee2, Jiwoong Kim3, Tae-Hoon Kang1, Myung-Eui Seo1, San-Deok Yang1, Do-Hwan Kim1, Seung-Bok Lee1, Jong-Il Kim1, Jeong-Sun Seo1, Ji-Yeob Choi1, Daehee Kang1, Dongsup Kim4, Woong-Yang Park1 and Tae-Joon Cho2

1 Department of Biomedical Sciences, Seoul National University College of Medicine, Seoul 110-799, Korea
2 Department of Orthopaedic Surgery, Seoul National University College of Medicine, Seoul 110-799, Korea
3 Korean Bioinformation Center, Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology, Daejeon 305-806, Korea
4 Department of Bio and Brain Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology, Daejeon 305-701, Korea
5 Department of Radiology, Ajou University Hospital, Suwon, Kyunggi 443-721, Korea
6 Department of Pediatric Imaging, Tokyo Metropolitan Children's Medical Center, Kiyose, Tokyo 204-8567, Japan
7 Department of Orthopaedic Surgery, Korea University Guro Hospital, Seoul 152-703, Korea
8 Department of Orthopaedic Surgery, Yonsei University Severance Children's Hospital, Seoul 120-752, Korea

Corresponding author : Woong-Yang Park
Corresponding author : Tae-Joon Cho

9 These two authors contributed equally

Abstract
Spondyloepimetaphyseal dysplasia with joint laxity (SEMDJL), leptodactylic (lepto-SEMDJL) or Hall type, is an autosomal-dominant skeletal dysplasia manifesting with short stature, joint laxity with dislocation(s), limb malalignment, and spinal deformity. Its causative gene mutation has not yet been discovered. We captured and sequenced the exomes of eight affected individuals in six unrelated kindreds (three individuals in a family and five simplex individuals). Five novel sequence variants in KIF22, which encodes a member of the kinesin-like protein family, were identified in seven individuals. Sanger sequencing of KIF22 confirmed that c.443C>T (p.Pro148Ser) cosegregated with the phenotype in the affected individuals in the family; c.442C>T (p.Pro148Leu) or c.446G>A (p.Arg149Gln) was present in four of five simplex individuals, but was absent in unaffected individuals in their family and 505 normal cohorts. KIF22 mRNA was detected in human bone, cartilage, joint capsule, ligament, skin, and primary cultured chondrocytes. In silico analysis of KIF22 protein structure indicates that Pro148 and Arg149 are important in maintaining hydrogen bonds in the ATP binding and motor domains of KIF22. We conclude that these mutations in KIF22 cause lepto-SEMDJL.

논문정보

관련 보도자료

희귀 유전성 골질환의 원인 돌연변이 규명...서울대 의과대학 조태준·박웅양 교수, 아주대 의과대학 김옥화 교수 연구팀 보건복지부는 서울대학교 의과대학 조태준·박웅양 교수, 아주대학교 의과대학 김옥화 교수 연구팀이 ‘관절이완 및 협지형 척추골단골간단이형성증 (spondyloepimetaphyseal dysplasia-joint laxity, leptodactylic type: lepto-SEMDJL)’의 원인 유전자 돌연변이를 규명했다고 밝혔다. 관절이완 및 협지형 척추골단골간단이형성증은 1998년 처음 기술된 희귀 유전성 골질환으로 그 원인이 아직까지 밝혀지지 않았었다. 이 연구논문은 권위있는 유전학 학술지인 American Journal of Human Genetics(IF=11.680) 12월호에 게재됐다. 본 연구진은 8명의 환자와 그 가족에 대해서 전장 엑손 염기서열 분석법을 적용하여 발병 원인이 KIF22 유전자의 돌연변이라는 것을 밝혀냈다. 전장 엑손 염기서열 분석(whole exome sequencing)은 유전체의 1%에 해당하는 유전자 부위에 대한 염기서열을 분석하는 것으로 대용량 생명정보분석을 통해 염기서열의 이상과 단백질 구조의 변화를 분석하여 원인이 되는 돌연변이를 찾을 수 있으며, - 적은 수의 환자에서도 유전성 질환의 원인을 규명할 수 있는 첨단 유전체 연구기법이다. 본 연구는 첨단 염기서열 분석기술을 희귀질환 진단과 같이 임상에 실제로 사용될 수 있는 것을 보여주었으며, 앞으로 많은 희귀질환의 원인 돌연변이를 밝히고 치료제 개발에 유용하게 사용될 것이다. 한편, Lepto-SEMDJL에 대한 연구는 스위스 로잔대학/미국 하바드대학 팀에서도 같은 결과를 발견하여 본 연구와 동시에 발표하게 되었는데, - 이는 국내 희귀질환의 진단과 분자유전학적 연구 수준이 세계적 수준에 이르렀음을 시사하는 것이라고 할 수 있다. 조태준/박웅양/김옥화 교수 연구팀은 보건복지부가 지원하고 있는 희귀질환진단치료기술 연구사업단(단장 서울대학교 정해일 교수)을 통해 다양한 희귀 골격계 질환에 대한 체계적인 진단 및 유전체 분석연구를 수행하고 있으며, “전장 엑손 염기서열 분석법과 같은 유전체 연구기법은 희귀질환 환자에서 질병의 원인을 바로 찾을 수 있는 유용한 방법으로, 선진국에서는 최근 이에 대한 대규모 투자를 시작하였으며 우리나라도 희귀질환 유전체 연구에 대한 보다 적극적인 지원이 필요한 시점”이라고 밝혔다. lepto-SEMDJL 질환설명 ○ 관절이완 및 협지형 척추골단골간단이형성증(Lepto-SEMDJL)은 키가 작고 얼굴이 납작하며, 자라면서 무릎, 엉덩이관절, 팔꿈치 관절 등이 탈구되는 대단히 희귀한 골격계 유전성 질환임 ○ 상염색체 우성으로 유전되기 때문에 환자의 자녀 중 50%에서 같은 증상을 보이게 됨 ○ 이 질환은 아주 드물기 때문에 1998년에야 별개의 질환으로 인식되었음 ○ 골격계 유전성 질환은 300가지 이상으로 구분되는데 그 중 아직 원인 유전자가 밝혀지지 않은 것은 얼마 남지 않았고 lepto-SEMDJL도 그 중의 하나임 Journal Reference: Whole-Exome Sequencing Identifies Mutations of KIF22 in Spondyloepimetaphyseal Dysplasia with Joint Laxity, Leptodactylic Type Byung-Joo Min, Namshin Kim, Taesu Chung, Ok-Hwa Kim, Gen Nishimura, Chin Youb Chung, Hae Ryong Song, Hyun Woo Kim, Hye Ran Lee, Jiwoong Kim, Tae-Hoon Kang, Myung-Eui Seo, San-Deok Yang, Do-Hwan Kim, Seung-Bok Lee, Jong-Il Kim, Jeong-Sun Seo, Ji-Yeob Choi, Daehee Kang, Dongsup Kim, Woong-Yang Park, Tae-Joon Cho The American Journal of Human Genetics - 9 December 2011 (Vol. 89, Issue 6, pp. 760-766)
  • Bio통신원
  • 2011. 12. 13
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