[클릭사이언스](45)DNA칩

　인간게놈프로젝트의 시작과 함께 전세계 바이오기업들은 너나 없이 DNA칩을 개발하는 데 주력했다. 적게는 수백 개에서 많게는 수십만 개의 DNA를 반도체와 같이 작은 공간에 집어넣은 DNA칩이다.

　이 칩은 엄청나게 발전하는 분자생물학적 지식과 기계전자기술이 접목된 BT와 IT의 결정체다. 유전자의 네 가지 염기들이 아데닌-티민(A-T), 구아닌-시토신(G-C)식으로 수소결합하는 것을 이용해 수십만 개의 유전자를 한꺼번에 검색할 수 있다.

　개인과 인종, 개체간 차이는 물론 건강인과 환자간 유전자 구조의 차이를 밝힘으로써 암이나 유전병을 일으키는 돌연변이를 찾을 수 있다. 또 장기이식 전 조직적합성 검사나 약품내성 연구에도 사용된다. DNA칩은 친자확인이나 유전자 변이 가계도의 작성, 법의학·고고학 등 광범위한 부분의 발전에 기여할 것으로 전망된다.

　이에 따라 당뇨병·심혈관 질환·비만·골다공증·암 등 만성질환이나 불치병에서 발현되는 유전자와 이들 질병의 원인이 되는 유전자 구조의 차이점을 밝힐 수 있게 된다. DNA칩은 이를 통해 신약개발과 유전자 치료의 시기를 대폭 앞당길 것으로 기대되고 있다.

　DNA칩은 크게 cDNA 마이크로어레이칩과 올리고뉴클레오타이드칩(올리고칩), 최근 등장한 게놈칩 등으로 나뉜다.

　cDNA칩은 한 개의 유전자가 갖고 있는 1000∼2000개의 염기 전체(cDNA)를 비교하는 방식이다. 한 번의 실험으로 한 환경에만 발현하는 유전자를 찾을 수 있다. 이 방법은 인간의 새로운 암 유발유전자를 찾을 때나 진단에 사용할 수 있다. 그러나 염기의 80% 정도만 같아도 결합하는 경우가 발생해 정확도가 떨어지는 것이 단점이다.

　올리고칩은 미국 애피메트릭스가 컴퓨터 제작에 쓰이는 포토리소그라피를 이용해 유리판 위에 수십만 개의 올리고뉴클레오타이드를 붙여 만들었다. 이 칩에서 각각의 올리고는 20∼25개의 염기로 이뤄져 있는데 대상 유전자를 100bp보다 작게 조각 내 결합하는 방법으로 유전자 발현 여부를 알아낸다. 올리고칩은 염색체 돌연변이를 판별해낼 수 있는 것이 장점이다.

　게놈칩은 유전자의 발현 양상을 나타내는 cDNA칩, 유전자 변이분석이나 유전자 서열분석에 통상적으로 사용되는 올리고뉴크레오타이드 DNA칩과 달리 염색체 수준에서 유전현상에 대한 분석을 가능케 하는 신개념의 DNA칩이다. 이 칩을 이용하면 염색체의 증폭이나 결실 등과 같은 염색체 이상 여부는 물론이고 특정질병에 관련된 유전자를 염기 단위로 추적할 수 있게 된다. 특히 암 같은 질병은 염색체상에서 변화가 나타나므로 발암유전자의 규명이나 암의 기전 규명에 바로 적용될 수 있다.

<김인순기자 insoon@etnews.co.kr>