정신분열증을 일으키는 뇌 연관 부위에 대한 비밀이 밝혀졌다.

정신분열증은 유전적 요소가 강하며 도파민 등 신경전달 물질 시스템의 이상, 변연계 및 기저핵 이상 때문에 유발되는 것으로 알려져 있다.

지난 2014년 실시된 대규모 게놈 관련 연구에서 정신분열증 환자의 게놈 100개 이상의 부위에서 소DNA 변화가 무질서하게 나열된 것을 발견한 바 있다.

이 때 변화된 부위의 대부분은 실제 유전자의 외부에 놓여져 있었으며 일부 비유전자 부위는 소위 활성인자가 결합하는 DNA 부위인 ‘조절부위(regulatory regions)’에 있는 것으로 밝혀졌다.

각 세포는 6마이크로미터에 걸쳐 2m짜리 핵 응축 DNA가 있다. 이는 테니스공에 얇은 실 40km를 채워넣는 것(packing) 과 동일하다. DNA는 정확하게 염색체로 채워질 때 충분히 꼬아져 고리 모양을 이룬다.

연구진은 이렇게 꼬아져 고리 모양이 되는 과정에서 정신분열증 연관 부분이 주위 유전자와 긴밀한 유대를 맺을 수도 있는지 궁금하게 생각했다.

미국 로스앤젤레스 데이비드 게펜의대 연구팀은 염색체 형상 캡처로 알려진 고해상도 기술을 이용해 분석에 들어갔다.

인체의 각 세포 조작 및 DNA 패키징은 미묘하게 다르기 때문에 연구팀은 피질에 있는 미성숙 인간의 뇌세포에 포커스를 맞췄다. 통상 대뇌피질의 이상 발달은 정신분열증과 연관돼 있는 것으로 알려져 있다.

연구진은 100개 질병과 연관된 대부분의 부위가 실제로 두뇌개발에 수반된 유전자와 접촉한 것을 확인했다. 또한, 이러한 부위의 대부분은 이미 정신분열증에 수반돼 있거나 이전에 정신분열증 뇌 활동 수치를 증가시킨 것을 발견했다.

나아가 정신분열증과 관련된 일부 유전자는 신경전달물질인 ‘아세틸콜린’을 활성화시켰다.

연구팀은 “아세틸콜린의 변화가 정신분열증의 증상을 악화시킬 수 있음을 시사하는 연구 결과가 이전에도 있었다. 그러나 유전적 증거가 나타난 것은 이번이 처음”이라고 주장했다.

이 연구 논문은 ‘네이처’ 최신호에 발표됐다.