초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구과제는 (1) 유전성 청각이상의 다빈도 유전자 돌연변이에 대한 DNA 칩 진단시스템을 개발, 신생아선별검사에 이용하여 신속하게 진단하는 동시에 (2) 유전체분석을 통하여 신규유전자를 확보하고 (3) 난청 원인 유전자의 돌연변이에 대한 세포주를 이용한 기능분석을 통해 유전성 청각이상의 병인기전을 규명하여 난청의 유전적 원인별 맞춤치료법을 제시하는데 중요한 자료를 제공하고자 함.
연구결과
● Multiplex PCR_mediated DNA chip을 이용한 유전성 난청 진단-난청환자와 가계구

연구의 목적 및 내용
본 연구과제는 (1) 유전성 청각이상의 다빈도 유전자 돌연변이에 대한 DNA 칩 진단시스템을 개발, 신생아선별검사에 이용하여 신속하게 진단하는 동시에 (2) 유전체분석을 통하여 신규유전자를 확보하고 (3) 난청 원인 유전자의 돌연변이에 대한 세포주를 이용한 기능분석을 통해 유전성 청각이상의 병인기전을 규명하여 난청의 유전적 원인별 맞춤치료법을 제시하는데 중요한 자료를 제공하고자 함.
연구결과
● Multiplex PCR_mediated DNA chip을 이용한 유전성 난청 진단-난청환자와 가계구성원들의 genomic DNA를 추출한 후 multiplex PCR_mediated DNA chip을 이용한 유전성 난청 진단 시스템을 확립하였음
● 난청 원인유전자에 대한 돌연변이 분석- 상염색체 우성 및 상염색체 열성 유전성 난청 원인유전자로 밝혀진 TECTA 유전자 그리고 아시아집단으로부터 발병빈도가 높다고 보고된 TMC1 유전자를 대해 170명의 난청환자를 대상으로 direct sequencing을 수행, 새로운 돌연변이 및 다형성을 발견하였음
● 난청 유전자 분석을 통해 발굴된 돌연변이에 대한 기능분석을 수행하여 난청을 유발하는 기전 규명- 1차년도 연구과제 수행결과 발견된 POU3F4 유전자의 신규 돌연변이 p.G128fs와 p.L208X가 실제로 세포내에서 POU3F4 단백질의 정상적인 기능에 어떠한 영향을 미치는지 확인하는 결과, POU3F4 단백질이 전사인자로서 기능을 완전히 상실하도록 만드는 null mutation을 유발하여 내이 발생에 결함을 일으킴을 규명하였음
● 유전체 주사 기술을 통한 유전성 난청 원인 유전자 탐색- 상염색체 우성 유전성 난청 가계를 대상으로 DFNA 마커를 이용한 유전체 주사 기술과 연관분석을 통해 원인유전자 탐색을 수행하여 (1)DFNA5 유전자로부터 난청의 원인이 되는 돌연변이를 검출하였으며, (2)새로운 결실 돌연변이 c.664_681del이 발견된 KCNQ4의 경우, 세포를 이용한 기능연구를 통해 돌연변이가 이온채널인 KCNQ4 단백질의 정상 기능을 dominant-negative effect에 의해 방해함으로써 달팽이관 내 칼륨 이온의 항상성을 무너뜨려 난청을 유발함을 밝혀내었음
연구결과의 활용계획
본 연구를 통한 난청 유전자의 돌연변이 분석은
(1)한국인 고유의 유전자 돌연변이 빈도에 대한 데이터베이스 확립에 유용하게 활용될것이며, 이를 토대로 최초 개발된 DNA chip은 향후 지속적인 mutation 분석을 바탕으로 그 분석의 범위 및 정확도를 더욱 높여 한국인 유전성 난청의 신속하고 정확한 진단 시스템이 확고히 자리를 잡는 데에 기여할 것으로 기대함
(2)신규 돌연변이 발굴 및 기능연구의 결과는 유전성 난청의 병인기전과 내이기능에 대한 이해를 제공할 것이며, 나아가 난청 유전자의 기능연구와 형질전환동물 개발로 이어져 유전자치료에의 적용에 있어 중요한 기초자료를 제공할 것임

Abstract ▼

Purpose & contents
The purpose of this research aims to develop a rapid and accurate genetic diagnosis system using DNA chip for detecting genetic causes of hereditary hearing loss from Korean deafness patients. Along with this system, this study have an object for characterization of hearing los

Purpose & contents
The purpose of this research aims to develop a rapid and accurate genetic diagnosis system using DNA chip for detecting genetic causes of hereditary hearing loss from Korean deafness patients. Along with this system, this study have an object for characterization of hearing loss mechanism by identifying novel genes
Result
● Clinical diagnosis system for hereditary hearing loss was newly developed by Multiplex PCR_mediated DNA chip in Korean patients.
● Mutation screening in hearing loss genes - we have continuously performed mutation screening using direct sequencing for selected candidate genes, and numerous novel mutations and polymorphisms were detected in TECTA and TMC1 genes.
● In vitro functional studis for two novel POU3F4 gene mutation - the pathogenic effects of p.G128fs and p.L208X mutations on the normal function of POU3F4, tranfcription factor, were analyzed by cell study. And the results suggested that the mutations lead truncated protein resulting developmental defects of inner ear.
● Candidate gene detection by genome wide linkage analysis - the analysis for Korean families with autosomal dominant hearing loss were performed using DFNA markers, resulting (1) pathogenic mutation detection in DFNA5 gene and (2) one novel deletion mutation (c.664_681del) in KCNQ4 gene. In the case of KCNQ4, it is demonstrated that the novel mutation obstructs normal KCNQ4 channel function by dominant-negative effect leading collapse of ion homeostasis in the inner ear.
Expected Contribution
Multiplex PCR_mediated DNA chip assay will be helpful for early diagnosis and prognosis of hereditary hearing loss. This study will provide the information for understanding of genetic mechanism of the disorder and the data for the application of gene therapy in the future.
Development of genetic diagnosis system using biochip have an advantage in the view of economical aspect.
The researchers participating this project will have the experiences for learning the knowledge of basic research such as medical genetics, and they will become specialists for the field of genomics and bioinformatics.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종보고서 ... 1
• 목 차 ... 3
• Ⅰ. 연구 계획 요약문 ... 4
• 1. 국문 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구 결과 요약문 ... 5
• 1. 한글요약문 ... 5
• 2. SUMMARY ... 6
• Ⅲ. 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 19
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 19
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 19
• 7. 주관연구책임자(공동연구원) 대표적 연구 실적 ... 20
• 8. 참고 문헌 ... 21
• 9. 연구 성과 ... 21
• 10. 기타사항 ... 25