조현병(망상과 환청 등을 동반하여 사회 기능 장애를 일으키는 정신 질환) 발병이 개별 유전자의 독립적 결함이 아니라, 멀리 떨어진 유전자들이 함께 작용하는 네트워크의 교란 때문에 발생한다는 연구 결과가 나왔다. 미국 리버 뇌 발달연구소와 이탈리아 바리대학교 등 전 세계 60개 이상의 정신병원으로 구성된 국제 공동 연구팀은 10만 2,000명이 넘는 개인의 유전자 데이터와 뇌 조직 샘플을 분석해 이 같은 사실을 밝혀냈다. 이번 연구는 기존 연구의 한계를 넘어선 접근법을 적용했을 뿐만 아니라 향후 환자 개인의 생물학적 특성에 맞춘 정밀 정신의학 치료법 개발을 앞당길 수 있다는 점에서도 주목된다.

연구팀은 조현병 발병에 영향을 미치는 숨겨진 유전적 연결 고리를 규명하고자 10만 2,000명 이상의 대규모 유전자 데이터를 정밀 분석했다. 이와 함께 수백 명의 사후 기증자로부터 얻은 전두엽 피질, 해마 등 6개 뇌 영역의 조직 샘플을 연구에 활용했다. 기존 연구들은 주로 질병과 인접한 유전자 변이에만 집중했다. 반면 이번 연구팀은 멀리 떨어진 DNA 영역과 유전자 활동 사이의 장거리 조절 관계까지 추적하는 새로운 계산 모델을 도입했다.

이 네트워크 분석으로 연구팀은 조현병 발병과 연관된 유전자 766개를 찾아냈으며, 이 중 641개는 기존에 질환과의 연관성이 전혀 알려지지 않은 신규 후보 유전자였다. 분석 결과, 새롭게 확인된 유전자들의 상당수는 글루탐산(뇌의 주요 흥분성 신경전달물질) 신호 전달, 신경 세포 간 소통, 뇌 발달 및 면역 반응 등 뇌의 핵심 생물학적 과정에 광범위하게 관여하는 것으로 나타났다. 이번 연구는 기존 125개 후보 유전자의 역할을 재확인하는 동시에 숨겨진 유전적 발병 요인을 수치로 보여줬다는 점에서 의미가 크다고 연구팀은 밝혔다.

이번 연구는 조현병이 한두 개의 특정 유전자 돌연변이 때문에 발생하는 것이 아니라, 전체적으로 조율된 유전자 발현 프로그램의 복합적인 교란으로 인해 유발된다는 점을 밝혔다. 발병 위험을 높이는 유전적 변이들이 네트워크처럼 상호작용하며 뇌의 정상 기능을 방해한다는 것이다. 연구팀은 이번 연구가 정신 질환을 더욱 정확하게 진단하는 데 기여하고, 질환의 특정 생물학적 메커니즘을 표적으로 삼는 맞춤형 치료법 개발에도 중추적인 역할을 할 것으로 기대된다고 밝혔다.

연구 책임자인 미국 리버 뇌 발달연구소의 대니얼 와인버거 소장은 "조현병 위험은 각각 개별 유전자가 아니라 유전자 네트워크가 함께 작동하는 방식에서 비롯된다"고 설명했다. 논문 공동 저자인 줄리오 페르골라 연구원 역시 "기존 연구가 가로등 아래만 비추며 유전자를 찾았다면 이번 연구는 동네 전체에 불을 켠 것과 같다"며 멀리 떨어진 유전 변이들이 협력하는 기전을 설명했다. 와인버거 소장은 이어 "이러한 통합적 발견이 향후 환자별 생물학적 특성에 맞춘 정밀 정신의학 치료로 가는 중요한 발판이 될 것"이라며 유전자 네트워크 연구의 임상적 활용 가능성을 강조했다.

이번 연구 결과(Co-expression-based models improve eQTL prediction and reveal novel transcriptome-wide genes associated with schizophrenia: 공동 발현 기반 모델은 eQTL 예측을 개선하고 정신분열증과 관련된 새로운 전사체 전반의 유전자를 밝혀냅니다)는 2026년 6월 국제 학술지 '네이처 유전학'Nature Genetics)'에 게재됐다.