염기서열의 새로운 분석방법 : SNP마커와 NGS의 응용 #1

저번 편에서는 DNA의 염기서열을 통해 개인을 식별할 수 있는 방법 중 하나로, STR 마커를 모세관 전기영동법을 통해 확인하는 법에 대해서 알아보았다. 그러나 STR 마커의 다양한 쓰임새에도 불구하고, 유전자가 시간이 지나 조각 조각 분해될 경우는 길이가 짧아져 STR 마커로 개인 식별이 불가하다. 이에 대한 대안이 바로 SNP 마커이다.

STR 마커 (Single Tandem repeat) 를 직역하면, '짧은 반복서열'을 의미하는 반면, SNP 마커 (Single Nucleotide Polymorphism)는 '단일염기다형성'을 의미한다.  SNP는 STR보다 길이가 훨씬 짧은 염기서열인데, 이때는 모든 개인이 염기서열의 길이는 동일하나 구성에 차이가 있어 개인 식별을 가능케 한다. SNP 마커는 1% 이상의 빈도로 존재하는 2개의 대립염기서열 (bi-allelic) 변이가 발생하는 것을 나타내는데, 그 변이의 빈도가 상대적으로 높고, 안정하며 유전체 전체에 걸쳐 분포하고 있어 이로 인해 개체의 유전적 다양성이 발생한다.

SNP 마커는 염기서열 중 하나만 보더라도, 길이가 조각나 깨진 DNA를 완전히 해독할 수 있다. 또한 STR마커의 분석 정확도보다 10의 50제곱 정도 높기 때문에, 최근 법의학에서는 SNP마커의 중요성이 더욱 강조되고 있다. STR 마커로는 감식할 수 없었던, 훼손이 심하게 진행된 유골이나 자연재해 등으로 훼손된 시체의 DNA 를 모두 감식할 수 있게 되었기 때문이다. 또한 유전적 거리가 멀어도 더 정확하게 신원 확인을 진행할 수 있어 신원확인의 범위가 넓어짐에 따라 부모자식 관계에서 벗어나더라도 신원을 정확하게 확인할 수 있게 되었다.

실제로, 6.25 전사자 유가족 찾기 프로젝트 등에서도 SNP 마커를 이용한 분석은 사용되었으며, 제주 4.3 사건 유해 발굴, 이산가족 상봉 사업 등 사회의 다양한 분야에서 사용되고 있다. [1] 또한, SNP 마커는 품종 식별에도 많이 쓰이는데, 혈액에서 추출한 DNA를 이용하여 SNP genotyping을 실시하고 각 SNP의 Minor Allele Frequency (MAF) difference를 분석한다. 품종 별로 차이가 나타나는 마커를 선별해 기준으로 삼고, 어떤 특이적인 대립유전자가 나타나는지 확인해 품종을 식별하는 것이다.  [2]

[1] 김형자 (2017.09.18). 6.25 실종자를 유족품으로...'SNP 마커'가 뛴다[Online]. Available :   http://m.weekly.chosun.com/client/news/viw.asp?ctcd=c05&nNewsNumb=002475100014

[2] 김승창 외 8인, "단일염기다형성 마커를 이용한 백우 품종 식별 방법", Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, vol. 21. No.1. pp 240-246, 2020