한국뇌연구원(KBRI)이 주재열 박사 연구팀이 변이체-인공지능(Splice-AI)를 이용해 치매 모델의 특정 유전자에서 숨겨진 새로운 변이체를 최초로 발견했다고 21일 밝혔다.스플라이스 변이체는 유전자의 발현을 조절할 뿐만아니라 다양한 표현형에 영향을 준다. 특히 RNA 가공작업 중 하나인 RNA 이어 맞추기(스플라이싱)은 다양한 염기의 변화에 의해 영향을 받으며 퇴행성 뇌질환에서 다양하게 발견되고 있다. 이에 연구팀은 인간 전사체의 숨겨진 스플라이싱의 다양한 현상을 딥러닝 기반 변이체-인공지능(Splice-AI)을 통해 치매모델에 적용했다.딥러닝을 통해 신호 전달 기작의 핵심요소인 인간 PLCɤ1 유전자에서 14곳에 숨겨진 스플라이싱 변이체들 위치를 예측했다. 특히 인간과 동일한 마우스의 PLCɤ1 유전자 위치에서 변이체가 나타남을 확인했다. 또 알츠하이머 모델 마우스의 뇌속의 PLCɤ1 유전자의 27번째 엑손에 1개의 염기가 비정상적으로 삽입이 되면서 비정상적인 RNA 가공 현상을 확인했다.이때 염기서열의 변화가 단백질의 아미노산 변화를 유발하게 되며 즉 인체의 항상성을 유지에 필요한 단백질이 변화되는 것으로 이러한 변이체는 치매 특이적 현상임을 최초로 밝혀냈다. 이번 연구는 인간 유전자 데이터를 기반으로 Splice-AI를 적용해 아직 밝혀지지 않은 스플라이싱 변이체의 유발 가능성을 수치화 하고 이를 통해 얻은 분석 정보를 동물 질환 모델에서 적용 가능함을 밝힌 것에 큰 의의가 있다.주재열 박사는 “최근 변종 코로나19 바이러스도 염기의 변화를 통해 전염력이 증가된다는 연구가 보고되고 있다"며 “4차 산업혁명 시대의 핵심 기술인 인공지능과 뇌연구를 접목해 치매 질환 뿐만아니라 뇌질환 및 다양한 질환에도 응용해 새로운 진단 및 치료 전략에 중요한 정보를 제공할 수 있을 것”이라고 말했다.이번 연구는 과학기술정보통신부가 지원하는 한국뇌연구원 기관고유사업, 한국연구재단 이공분야기초연구사업과제의 도움으로 수행됐으면 연구성과는 세계적 수준의 국제 학술지 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’에 게재됐다.