척추이분증(Spina bifida)은 태아가 발생할 때 중추신경계의 전신인 신경관(neural tube)이 완전히 닫히지 않아 발생하는 선천적 기형으로, 심각한 신경계 손상을 초래할 수 있습니다. 현재까지 질환과 관련된 몇몇의 유전자 변이가 알려졌으나, 환자의 대부분을 설명하지 못하였고 복잡한 발병 기작 때문에 질병 관련 유전자를 찾는 것이 큰 어려움으로 남아있었습니다. 

이를 위해, 851명의 척추수막류 환자 및 부모(총 2,451명)를 대상으로 전장 엑솜 시퀀싱(Whole exome sequencing)을 수행하여, 부모에게는 없고, 자식에게만 존재하는 드노보 (de novo) 돌연변이에 주목하여 연구하였습니다.
분석 결과, 환자의 약 22.3%에서 유전자 손상 가능성이 높은 돌연변이가 확인되었으며, 이 중 28%는 신경관 결손 발생에 직접적인 영향을 미칠 것으로 평가되었습니다.
확인된 187개의 질병관련 유전자들을 네트워크 확장(network propagation) 기법과 클러스터링(clustering) 기법을 활용하여, 그 중요도가 매우 커 살아있는 환자에게서는 발견할 수 없지만 질병에 중요한 영향을 미칠 수 있는 유전자들까지 알아내, 질병과 관련되어 중요하게 작용하는 생물학적 기작을 보다 폭넓게 파악할 수 있었습니다.

이번 연구를 통해 밝혀진 척수수막류의 원인이 되는 유전자들은, 향후 질병 예측모델 개발에도 활용될 수 있습니다. 또한, 선천성 신경계 질환인 척수 수막류 뿐만 아니라, 자폐증과 같은 다른 복합질환도 유전적 원인 규명이 매우 어려웠는데, 저희 연구팀이 수행한 연구 방법을 적용해 본다면 이제까지 알려지지 않았던 새로운 사실도 밝혀낼 수 있을 것으로 생각됩니다.