<h1>결과 및 고찰</h1><h2>Dual coding 유전자의 다양성을 만들어 내는 transposable elements</h2><p>우리는 인간지놈에 \( 45 \%\)이상을 차지하고 있는 trans-posable elements가 인류의 진화과정 동안에 얼마나 많은 유전자에서 유전자의 다양성을 만들어내고 있는 지를 분석하였다. Table 1 의 데이터는 transposable elements의 단편이 유전자의 전사체에 삽입되어 유전자서열의 일부처럼 발현되고 있는 데이터들 중에 인간의 치매에 관련하여 연구 중이거나 많은 연구가 시행된 유전자들이다. 결과적으로 인류의 진화과정 동안에 많은 transposable elements가 유전자의 인트론 영역에 삽입되어있으면서 전사체를 만드는 과정에서 splicing out되지 못하고 transposable elements에 존재하는 splicing site (AG-GT)를 인식하여 유전자서열화 되었으며 또한 유전자의 UTR (untranslated region)이 아닌 CDS (coding sequence)에서 유전자의 일부분이 되어 발현되고 있다. 하나의 유전자에서 다양한 형태의 전사체를 만들어내는 기작으로 잘 알려진 alternative splicing의 경우 유전자의 엑손의 조합으로 인해서 다양한 형태의 전사체를 만든다. 유전자의 인트론 영역에 많이 분포하고 있는 transposable elements들이 때로는 alternative splicing에 의해서 유전자의 엑손화의 과정을 거쳐 유전자의 다양성을 야기시키는 연구 결과들이 최근에 보고되었다[24]. Table 1의 결과 또한 alter-native splicing의 여러 기작 들 중에서 인트론의 exonization을 통하여 유전자의 다양성을 제공하는 경우라 할 수 있다. 소수의 유전자에서 transposable elements가 프로테인으로 만들어지는 코딩영역에서 발현되지는 않은 결과를 얻었다. 하지만 transposable elements들이 유전자와는 상반되는 진화적인 선택압을 받고 있기 때문에 상대적으로 많은 돌연변이를 발생했을 것이라 생각되고 돌연변이가 많이 발생했을 경우에는 기존의 어떠한 transposable elements들과의 서열의 유사성이 많이 떨어지기 때문에 일률적인 서열정렬 방법으로는 유전자 서열화된 transposable elements 들을 찾지 못했을 것이라 생각된다. 더 많은 유전자에서 오랜 시간 동안 진화를 거치면서 transposable elements에 의한 유전자의 다양성이 제공되었을 것이라 생각되고 transposable elements는 유전자의 다양성을 제공하는 중요한 요소로서 작용하고 있을 것으로 추정된다. 이러한 유전자의 다양성을 야기시키는 중요한 요소로서 작용하고 있는 transposable elements를 진화적인 관점에서 분석함으로써 transposable elements가 어느 시기에 인간의 유전자에서 발현되었으며 유전자의 다양성을 획득하였는지를 분석한다면 인류의 진화를 이해 할 수 있을 것으로 추측된다.</p><h2>치매 환자의 전사체에서 발현하는 transposable elements</h2><p>치매환자의 뇌조직을 이용하여 만들어진 EST (expressed sequence tag)서열은 치매 환자의 뇌조직에서 발현하는 유전자들의 단편이기 때문에 유전자의 비정상적인 발현에 의한 치매의 발병원인을 유전자에서 발생하는 돌연변이가 아닌 transposable elements의 이상 발현으로 인한 치매의 원인을 규명하고자 EST 서열의 분석을 통해, transposable elements와 치매와의 상관관계를 분석하였다. 치매를 발생시키는 여러 요인들이 존재하지만, 이전 치매연구에서 분석하지 않았던 transposable elements에서 치매의 원인을 규명하기 위하여 분석한 결과 총 98 개의 유전자에서 맵핑된 치매 EST에서 transposable elements가 발현되고 있음을 확인할 수 있었다. 98개의 유전자에 맵핑된 치매 EST에서 발현되고 있는 trans-posable elements들이 치매의 직접적인 원인이 되고 있는지는 실험적인 증명이 필요하지만 생물정보학적인 분석방법을 이용하여 분석하여 98개의 치매관련 후보유전자를 예측하였다. 또한 98개의 치매관련 후보 유전자에서 발현되고 있는 transposable elements의 대부분이 인트론 영역에 삽입되어 있었으면서 전사체가 만들어지는 과정에서 exonization되어 유전자처럼 발현되는 데이터가 대부분이었다. 치매환자의 EST에서 발현하고 있는 transposable elements를 분석하기 위하여 transposable elements를 크게 5개의 범주로 나눠서 치매에 많은 연관성을 가지는 transposable elements를 분석하였다. Fig. 1의 결과에서 나타내는 것처럼 SINE이 가장 많은 수가 발현되고 있음을 알 수 있으며 그 다음으로 LINE, DNA, LTR 순서로 발현이 많이 되고 있음을 확인할 수 있다. 인간의 지놈의 \( 45 \% \)정도를 transposable elements를 분포하고 있으며 transposable elements는 GC contents에 따라 서로 상반되는 영역에 분포하는 경향을 가진다. SINE의 경우는 LINE과 LTR과는 다른 GC contents가 높은 영역에 많이 분포되어있으며 유전자 또한 GC contents 가 높은 영역에 많이 분포한다. GC contents의 분포에 따른 transposable elements의 분포의 차이 때문에 SINE이 유전자 발현에 좀더 많은 영향을 주었을 것이라 추측된다.</p><h2>치매 전사체에서 발현하고 있는 transposable elements발현 패턴</h2><p>치매 환자의 EST에서 발현되고 있는 transposable elements들의 각각의 family를 인간의 지놈에 삽입된 시기에 따라 각 subfamily로 분류하여 각 subfamily별 발현 정도를 분석하였다. Table 2의 데이터는 인간의 진화과정 동안에 삽입된 시기가 가장 많이 분석된 SINE의 family의 데이터를 나타낸다. Table 2의 데이터에서 보는 것처럼 인간 지놈에 삽입된 시기다 가장 오래된 SINE이 가장 많이 발현되고 있음을 알 수 있다. 오래 전에 삽입된 SINE의경 우 가장 최근에 삽입된 SINE보다 많은 진화적인 선택압에 따라 많은 돌연변이들이 쌓이게 됨으로써 transposable elements의 원래의 성질을 잃게 되고 지놈화 되어 가는 과정에서 많은 돌연변이의 축적으로 인해 splicing site를 얻게 되어 오래된 transposable elements 들이 최근에 삽입된 transposable elements들보다 더 많이 발현되었을 것으로 추측된다. LINE과 LTR의 경우 또한 SINE과 비슷한 양상을 보여줌을 확인하였다. LINE과 LTR은 유전자의 발현에 영향을 미치는 프로모터들을 가지고 있다. 그렇기 때문에 다른 transposable elements들에 비하여 많은 돌연변이가 발생하여 대부분 완전한 구조를 가지지 못하고 변형된 구조를 많이 가진다. 하지만 이들 이 유전자의 앞쪽에 삽입되어있음으로써 인간 유전자의 발현을 조절하는 경우가 최근 많은 연구들을 통하여 밝혀지고 있다. 치매환자에서 만들어진 EST서열의 양이 적었기 때문에 상대적으로 LINE과 LTR의 프로모터에 의해서 발현이 조절되는 데이터를 얻지 못하였을 것으로 추측된다. 유전자의 발현에 영향을 주는 transposable elements의 분석을 통하여 인류의 진화과정을 해석한다면 인류의 질병 퇴치에 크게 기여할 것이다.</p>
유전자의 다양성은 우리의 어디에 나타나있어?
인간지놈