암 환자 한 사람의 종양에서 DNA를 읽으면, 정상 세포와 다른 자리가
보통 수천 군데 나옵니다. 어떤 암은 수십만 군데까지 갑니다.
그럼 그 수천 개가 전부 암을 일으킨 걸까요?
아닙니다. 대부분은 암이 생긴 뒤에 딸려 온 변화입니다.
암세포는 복제를 험하게 하기 때문에 여기저기 오타가 쌓이는데,
그 오타들은 병에 아무 영향도 주지 못한 채 그냥 함께 실려 다닙니다.
🚗
드라이버
운전대를 잡은 변이 — 병을 일으킨 것
🧍
패신저
그냥 같이 탄 변이 — 결과일 뿐
🕵️
DIGGIT
둘을 갈라내는 알고리즘
이 강의의 주인공 DIGGIT 은 바로 이 일을 합니다.
정식 이름은 Driver-gene Inference by Genetical-Genomic Information Theory —
"유전·유전체 정보이론으로 드라이버 유전자를 추론하기"입니다.
컬럼비아 대학교 안드레아 칼리파노(Andrea Califano) 연구팀이 만들었습니다.
반복성(recurrence)은 드라이버를 찾는 가장 오래된 단서입니다. 하지만 이것만으로는 부족합니다.
Python브라우저에서 실행
반복만으로는 왜 부족할까요
위 표에서 MUC16 이 24명에게 나왔습니다. 꽤 자주 나온 셈이죠.
그런데 MUC16은 유전자 자체가 어마어마하게 깁니다.
과녁이 크면 화살이 자주 꽂히는 게 당연합니다. 실력이 아니라 크기 덕입니다.
이런 함정이 한둘이 아닙니다.
과녁 크기 — 긴 유전자는 그냥 자주 맞습니다
돌연변이가 잘 생기는 자리 — DNA 서열에 따라 오타율이 다릅니다
같이 딸려 오는 이웃 — 복제수 변이는 한 유전자만 지우지 않고 구역째 지웁니다.
그 구역 안에 든 수십 개 유전자가 전부 용의선상에 오릅니다
그래서 "몇 번 나왔나"만 세면 범인 옆에 서 있던 사람까지 다 잡아들이게 됩니다.
필요한 것은 이 변이가 실제로 무슨 일을 했는지를 보는 눈입니다.
🎮 직접 골라 보세요
변이 목록을 보고 드라이버 후보를 골라 보세요. 단서를 하나씩 켜 가면서
순위가 어떻게 뒤집히는지 확인해 보시면 됩니다.
단서를 하나 더 볼 때마다 범인 후보가 바뀝니다
불러오는 중…
🤔 확인 문제
어떤 유전자에서 변이가 많은 환자에게서 발견되었습니다. 이것만으로 드라이버라고 말할 수 없는 가장 큰 이유는?
해설 과녁이 크면 화살이 자주 꽂힙니다. MUC16 처럼 아주 긴 유전자는 어느 암에서나 변이 목록 위쪽에 올라오지만 대부분 패신저입니다. 반복성은 출발점이지 결론이 아닙니다.
DIGGIT 이 던지는 질문
기존 방법이 "이 변이가 얼마나 자주 보이나"를 물었다면,
DIGGIT 은 질문을 바꿉니다.
이 변이가 있는 환자에게서 세포를 망가뜨리는 핵심 단백질이 함께 미쳐 날뛰는가?
즉 변이 → 핵심 단백질 → 병 이라는 사슬을 통째로 요구합니다.
사슬이 이어지지 않으면, 아무리 자주 보이는 변이라도 후보에서 뺍니다.
그 "핵심 단백질"을 어떻게 찾는지는 앞선 두 알고리즘 ARACNe 와 VIPER 가 맡습니다.
다음 강에서 셋이 어떻게 이어지는지 봅니다.
이 계산을 제대로 하는 방법이 11강에서 배울 aQTL 입니다. 지금은 모양만 봅니다.
Python브라우저에서 실행
🤔 확인 문제
DIGGIT 이라는 이름의 정식 명칭은 무엇인가요?
해설 정보이론(information theory) 이 이름에 들어 있는 것이 중요합니다. DIGGIT 은 상호정보량(6강) 을 핵심 도구로 씁니다.
🤔 확인 문제
복제수 변이(CNV)가 드라이버 판정을 특히 어렵게 만드는 이유는?
해설 결실 구역 하나에 유전자가 30개 들어 있으면 30개 모두 '자주 사라지는 유전자' 가 됩니다. 그중 진짜 범인을 고르려면 4·5강에서 볼 추가 단서가 필요합니다.