초록 ▼

연구의 목적 및 내용
비만을 유발하는 1) 유전요인으로서 개체의 비만유전자, 성격유전자 및 장내세균총 서식-연관유전자들에 대한 발굴과 생물학적 경로, 2) 환경요인으로서는 식이-식습관을 축으로 하는 생활습관과 생활습관의 기저로서 성격특성 및 장내세균총 등에 대해, 이들 비만 유발 요인들 간의 상호작용과 작용 경로를 규명함을 목적으로 함.
- 비만의 핵심요소인 식이를 중심으로 상위 상호작용으로 성격뇌영역-식습관-식이 상호작용연구, 하위 상호작용으로 식이-장내세균총-장관생리학/인체유전적 배경 간의 상호작용연구
– 코호트

연구의 목적 및 내용
비만을 유발하는 1) 유전요인으로서 개체의 비만유전자, 성격유전자 및 장내세균총 서식-연관유전자들에 대한 발굴과 생물학적 경로, 2) 환경요인으로서는 식이-식습관을 축으로 하는 생활습관과 생활습관의 기저로서 성격특성 및 장내세균총 등에 대해, 이들 비만 유발 요인들 간의 상호작용과 작용 경로를 규명함을 목적으로 함.
- 비만의 핵심요소인 식이를 중심으로 상위 상호작용으로 성격뇌영역-식습관-식이 상호작용연구, 하위 상호작용으로 식이-장내세균총-장관생리학/인체유전적 배경 간의 상호작용연구
– 코호트에서 장내세균총에 상호작용하는 환경요인 들인 식이, 식습관, 활동습관-운동, 음주흡연-기호 등의 역학자료에 기반한 개방적 혹은 신경적 성격의 비만군에서 MRI를 통한 연관 뇌영역 발굴을 통한 식이조절-욕망 등의 비만 뇌경로 탐색연구
- 동 코호트 기반에서 분변 DNA에 기반한 장내세균총 metagenome 분석과 식이 등 생활환경과 비만을 포함한 대사지표들과의 microbiota의 상호작용 규명
- SNP core를 이용한 BMI를 중심으로 한 GWAS, GWAS에 기반한 비만의 pathway 분석 및 비만유전자의 확증연구 위한 다른 유전체코호트와 메타연구
- 장내세균총의 서식양상을 개체의 표현형으로 하는 GWAS 및 pathway 분석을 통해, 비만유전자 성격유전자와 함께 비만에 기여하는 개체의 유전적 배경에 대한 탐구

연구결과
표준화된 고품질 코호트에서 인간유전체-metagenome 배경에 작용하는 환경요인인 식이-식습관, 활동-운동양 등 원시자료 확보와 인체 DNA 시료를 확보함.
추출한 DNA를 PCR 및 pyrosequencing 실시. metagenone QC 및 Classification 등 파이프 라인을 통한 분석 및 metagenome phyla와 표현형의 분석에 있어 독립- 종속- 분석에 따른 상호작용 분석도구 구축함.
장내세균총과 비만, 식이-식습관과의 상관관계 분석함으로써 비만에 밀접한 영향을 미치는 균주와 고탄수화물, 고지방, 혹은 고단백식에 특징적인 장내세균의 변화를 관찰함. 성격특성 중 신경적 성격 과 개방적 성격에서 metagenome이 미치는 영향요인을 분석함으로써 뇌-장간 축에서의 장내세균의 역할을 증명함.
뇌 MRI영상 기반 뇌신경 경로 분석을 통해 성격과 뇌 이미징 연관분석을 실시함으로써 특정 성격에서 유의하게 활성화되는 부위를 도출함.

연구결과의 활용계획
비만이 식이와 식습관 등의 생활습관이자, 체질-유전적이라는 상식으로, 환원주의 기반의 유전학 및 분자생물학의 발전으로 지식은 거대하지만, 산업-선진화로 되레 유병율이 급격히 증가함. 과학적 발견과 지식이 현장으로의 중개-이행연구가 안되었거나, 통합적 연구가 미흡함임. 비만의 제 요소를 융복합-통합하여 상호작용과 영향을 규명함으로서 비만에 연관된 성격유전자가 작용하는 뇌영역을 처음 밝혀, 성격특성과 같은 뇌고위기능 뇌경로를 새로이 제시하여 실용적 목적의 행동뇌과학 학문적 파급 기대함
- 비만과 연관된 장내세균총의 조절이 식이뿐 아니라, 세균총을 대상으로 한 GWAS는 개체의 비만유전자
- 성격유전자 등의 유전적 배경과도 상호작용하여 이루어진다는 첫 연구로서 학문적 파급이 기대됨
- 비만에 대한 통합적 지식은 비만의 맞춤형 관리 프로그램을 제공하여 보건의료 및 사회경제적 비용경감에 기여할 것임

( 출처 : 한글요약문 5p )

Abstract ▼

Purpose&contents
Understanding interaction of the gene, environment components of obesity, and providing intervention tools under personality background.- Identification of brain region associated with personality gene and pathway in obese by brain MRIPostulating the brain paths forming behaviora

Purpose&contents
Understanding interaction of the gene, environment components of obesity, and providing intervention tools under personality background.- Identification of brain region associated with personality gene and pathway in obese by brain MRIPostulating the brain paths forming behavioral patterns, and regulating the eating desire and energy metabolism - Identification of gut microbiome in obese by metagenomics, and elucidating interaction of diet, behavioral patterns, and personality traits

Result
Pathway study on the relationship between obesogenic factors, 1) genetic factor including host-genome of obesity and personality as well as metagenome of intestinal microbiota, 2) environmental factors of the life habit, mostly diet, which is again influenced by 3) the interaction of personality traits and gut bacteria.
Collecting 3,000 cohort samples comprising diet information, physical exercise, alcohol and smoking habit, stool DNA, personality test, brain MRI image of extreme group from each personality, blood DNA for BMI GWAS and pathway study based on the GWAS data using 350K SNP core chip.
Multifactoral analysis on diet-gut bacteria-host physiology/genetic background under the interplay between personality brain region and behavior.
● Metagenome analysis on standard cohort qualified as multifactoral study with biological and environmental factor information, i.e. personality traits, diet, and physical activity.
- gut microbiota profiles related with BMI and diet (high-carbohydrate, high-fat, and high-protein).
- gut microbiota profiles related with neuroticism and agreeableness personalities.
● Brain imaging data related with personality traits.

Expected Contribution
The prevalence of obesity is increasing accompanied by industrialization and urbanization despite of prosperous knowledges through genetics and molecular biology.
There is yet restricted progress in further translational research.
This study underlines complex aetiology of obesity combined with genetic and environmental factors, which we investigate together here, encompassing individual genetic background related with obesity and personality, gut micbiota composition controlled by diet, regional brain pathway associated with personality and obesity.
This is innovative intervention approach to reduce the social and economic costs, finally which can provide the precision medicine for obesity.

( 출처 : SUMMARY 6p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 14
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 17
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 19
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 19
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 22
• 8. 참고문헌 ... 23
• 9. 연구성과 ... 25
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 28
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 28
• 12. 기타사항 ... 30
• 별첨1 대 표 연 구 실 적 ... 31
• 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 44
• 끝페이지 ... 53