| 초록 |
□ 연구개요 화학물질의 생태계와 인간에 대한 중장기적 영향과 세대전이 독성영향에 대한 연구는 최근 그 중요성이 부각되고 있으며, 이러한 화학물질에 의한 중장기 영향 및 세대전이 영향에 후생유전 메커니즘이 관여되어 있다는 사실이 알려지고 있다. 최근의 연구에서는 후생유전이 모든 생물종에서 환경-유전자 상호작용에 매우 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀지고 있다. 따라서 화학물질 노출에 의한 후생유전 요인에 대한 연구는 빠르고 효율적인 생물모니터링 프로그램과 잠재적인 위해도 평가를 발전시킬 수 있다. 본 연구에서는 생태 위해성평가의 노출-반응 관계에서 독특한 후생유전 현상에 대한 지식 격차를 줄이기 위해 후생유전지표를 통한 화학물질의 노출 바이오마커 확인을 목표로 하고 있다. 구체적으로는 다양한 화학물질을 대상으로 후생유전독성 잠재력 유발 스크리닝을 통해 대상화학물질을 선정한다. 선정된 화학물질을 대상으로 단일 세대 및 다세대 노출에서 나타나는 후생유전적 종말점을 찾아 후생유전독성 바이오마커로 발굴하고, 이러한 바이오마커를 인체세포, 물벼룩, 토양선충에서 검증한다. 최신 오믹스 기술과 후생유전체학 기술을 통해 후생유전 기전 연구 또한 수행한다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구에서는 후생유전지표를 이용하여 유해화학물질의 노출 바이오마커를 개발하기 위해서 1차년도는 배양세포 및 선충을 이용한 후생유전적 변화를 일으키는 화학물질 스크리닝 연구, 2차년도는 물벼룩, 선충을 이용한 세대전이 독성 연구, 3차년도는 배양세포에서 오믹스 연구를 통한 후생유전 기전 연구 및 이를 선충 및 물벼룩에 적용하는 생물종간 후생유전 바이오마커 연구로 단계별로 유기적으로 구성되어 있다. 1차년도(2016): 후생유전적 변화를 일으키는 유해화학물질 스크리닝 연구 1) 후생유전 넉아웃 (KO) 세포주 형성, KO 세포주를 이용한 화학물질 스크리닝 및 추후 연구를 위한 화학물질 선정 2) let-858::gfp 형질전환된 예쁜꼬마선충 (C. elegans)을 이용한 화학물질 스크리닝 및 추후 연구를 위한 화학물질 선정 2차년도(2017): 물벼룩, 선충을 이용한 세대전이 독성 연구 1) 선정된 화학물질의 노출에 따른 세포에서의 후생유전 종말점 확인 및 평가 2) 물벼룩과 예쁜꼬마선충을 이용한 다세대 실험 및 추후 오믹스/후생유전체학 분석을 위한 샘플 수집 3차년도(2018): 배양세포에서 오믹스 연구를 통한 후생유전 기전 연구 및 이를 선충 및 물벼룩에 적용하는 생물종간 후생유전 바이오마커 연구 1) 특정 화학물질 노출에 의한 변화와 가장 관련있는 유전자/경로를 찾기 위한 오믹스-후생유 전체학-생물정보학 분석 및 유전자 특이적 후생유전 분석 2) 확인된 글로벌 및 유전자 특이적 바이오마커의 검증 및 세포, 물벼룩, 예쁜꼬마선충에서의 종간 보존 확인 □ 연구개발결과의 중요성 최근 10년 동안 유전자의 서열변화 없는 유전자 기능 변화가 주요 생물학적 현상에 영향을 미친다는 후생유전학 (epigenetics) 분야의 연구가 급격하게 진행되었으나, 대부분의 연구는 주로 생물의학 (Biomedical) 분야에 집중되었으며, 환경오염 등 환경 요인 변화에 의한 인체 및 생태계 영향과 후생유전적 요인에 관한 연구는 매우 미비했다. 후생유전현상들이 환경요인에 영향을 받는 것이 밝혀지고 있고, 후생유전학은 지금까지 설명하기 어려웠던 많은 독성 기전들을 밝혀줄 수 있을 것으로 기대되어 환경독성 분야에서도 새롭게 주목받고 있는 분야이다. 본 연구를 통해 적절한 후생유전 바이오마커를 찾게 되면, 새롭게 발견된 유전자 특이적 후생유전 변이 또는 후생유전 변형 효소를 이용하여 개선된 reporter 시험법을 개발할 수 있을 것이고, 이를 화학물질 노출에 따른 후생유전 변화를 모니터링하는데 사용할 수 있을 것이다. 또한 본 연구의 세대전이 후생유전 연구 및 종간 교차 접근법은 환경유해물질의 중장기 및 세대전이 현상을 반영하는 화학물질의 위해성평가 및 규제 관리기틀을 마련할 수 있을 것이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
