[유전학 중요개념 정리] Mutational signature

암 발생의 대부분은 Somatic mutation으로 생각하고 있습니다. 사람이 살아가면서 다양한 주변 환경에 노출되고 이로 인해 DNA 손상을 받게되면서, 돌연변이가 축적이 되고 어느 한계를 넘어서는 순간 암세포로 자라나게 된다는 개념이지요. 이러한 암유전체 분야에서는 다양한 암종에서 어떤한 돌연변이가 발생하는지에 대한 Mutational signature 연구가 많이 되어 있는데, 2013년에 Nature에 관련 논문이 실린 이후 암 유전체 분야에서 Mutational signature 연구는 거의 필수로 요구되는 분위기인 듯 합니다.

여기서 Mutational signature란 특정 암종에서 발생하는 돌연변이의 종류에는 특정 패턴이 존재한다는 개념입니다. 구체적으로 돌연변이의 발생 원인 (mutagen exposure)에 노출된 후, 이러한 특정 DNA 손상 기전에 의해 아래와 같은 패턴(Mutational signature)이 나타나고, 결과적으로 암종으로 발생한다는 개념인 것이죠.

[Mutational Signature] 암종별로 발생하는 염기 치환 돌연변이들을 특징별로 다양한 패턴으로 나타낸 그림입니다.

이러한 연구는 아래 Science에 실린 논문과 같이 흡연에 의한 특정 암 발생의 위험도가 증가하는 것을 설명하는 많은 근거를 제공해줍니다. 즉, DNA 손상이 어떠한 기전에 의해서 발생했는지에 대한 흔적을 통해서, 암 발생의 원인과 기전에 대한 유추를 가능하게 합니다. 따라서 최근의 대부분의 암유전체 분석 논문에서는 거의 필수적으로 해당 분석 결과를 제시하는 추세입니다.

[Mutational signature 활용 예] 흡연에 의한 대표적인 돌연변이 발생 패턴과 이를 통해, 관련 암종들의 발생 위험도가 증가함을 설명해준 논문의 Figure 입니다.

이러한 Mutational signature에 대한 정보는 아래의 Sanger Institute에서 제공하는 COSMIC 웹 사이트에서 더 자세하게 나와 있습니다.

COSMIC 웹사이트 방문하기: Signatures of Mutational Processes in Human Cancer

다음 포스팅에서는 이러한 Mutational signature 분석과 관련된 R package와 코드에 대해서 정리하기로 하고, 이번 포스팅은 여기에서 마치도록 하겠습니다.

 

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[Reference]

Alexandrov, Ludmil B., et al. “Signatures of mutational processes in human cancer.” Nature 500.7463 (2013): 415.

Alexandrov, Ludmil B., et al. “Mutational signatures associated with tobacco smoking in human cancer.” Science 354.6312 (2016): 618-622.