KR20220141658A - 피부색 판단용 유전자 다형성 마커 및 이의 용도 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 피부색 정도와 연관유의성을 갖는 유전자 다형성 마커를 검출할 수 있는 프로브 또는 증폭할 수 있는 제제를 포함하는, 피부색 판단용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 키트 또는 마이크로어레이, 상기 유전자 다형성 마커 또는 마커들의 조합을 이용한 피부색에 대한 정보 제공 방법, 고유 피부색 특성 예측 방법 및 맞춤형 피부 관리 제품 정보 및 생활 패턴 정보 추천 방법에 관한 것이다. 본 발명의 단일염기다형성 마커들은 개개인의 피부 타입에 정확한 정보를 제공하므로 개인 맞춤형 화장품 개발 및 맞춤형 유효성분을 개발할 수 있다.
Description
본 발명은 피부색과 연관유의성을 갖는 유전자 다형성 마커, 이를 검출할 수 있는 프로브 또는 증폭할 수 있는 제제를 포함하는, 피부색 판단용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 피부색 판단용 키트 또는 마이크로어레이, 상기 유전자 다형성 마커 또는 마커들의 조합을 이용한 피부색에 대한 정보 제공 방법, 고유 피부색 특성 예측 방법 및 맞춤형 피부 관리 제품 정보 및 생활 패턴 정보 추천 방법에 관한 것이다.
피부색은 인종 혹은 개인 간에 많은 차이를 나타내며, 환경적 요인과 연령, 성별 및 유전자 변이와 같은 요인들에 의해 영향을 받을 수 있다. 피부색 차이의 저변에 깔린 유전학적, 생물학적 차이에 대한 이해를 바탕으로 피부색 특성에 따라 개개인의 피부 고민에 대한 적절한 해결책을 제시할 수 있다. 피부색에 대한 기존의 전장유전체연관분석연구(GWAS, Genome-wide association study)들에 따르면, 피부색과 관련된 생물학적 경로와 기능적으로 연관된 유전자 내에 위치하고 있는 유전자 변이가 피부색과 유의하게 관련되어 있음이 밝혀지고 있다. 그러나, 기존의 GWAS 연구들은 대부분 유럽과 아프리카 인종을 대상으로 하였으며 아시아 인종에 대한 대규모 연구는 거의 없기에 아시아 인종의 피부색 연관 유전적 변이에 대한 이해는 낮다.
피부와 연관된 유전변이 및 유전자의 발굴은 생물학적 기전의 이해와 개인의 피부 특징을 이해하고 예측하는데 중요한 정보를 제공할 것으로 기대된다. 유전자 분석 연구는 질병이나 표현형과 관련성이 있는 유전지표를 발굴하는 연구에서, 발굴된 유전지표를 이용하여 미래의 질병이나 표현형을 예측하는 연구로 옮겨가고 있다. 특히 얼굴 형태나 피부 특성에 대한 유전자 분석 연구를 통해 얼굴 형태 변형이나 피부 노화를 예측하는 연구도 진행되고 있다 (Kemp et al., Molecules. 2017 Feb 26;22(3), 2017). 그러나, 아직까지 한국인을 포함한 동아시아인의 대규모 피부색에 대한 GWAS 연구는 매우 부족한 실정이다.
이러한 배경 하에 본 발명자들은 유전정보와 피부타입 정보의 빅데이터 구축을 통한 한국인 피부 특성 분류체계를 구축하고자 하였으며, 개체의 피부 특성을 결정하는 유전적 특징을 파악하여 과학적 피부 분류 기준을 구축하고, 이를 근거로 한 개인 맞춤형 유효성분을 개발하여, 다양한 제품 세분화를 통해 피부 특성별 맞춤형 화장품 개발에 기여하고자 예의 노력한 결과, 피부색과 유의적 상관관계를 갖는 특정 단일염기다형성 (SNP) 마커를 선별하고 현재 피부색뿐만 아니라, 유전정보를 바탕으로 예측한 고유 피부색 특성을 평균적 수치와 비교하는 방법을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 하나의 목적은 피부색 판단용 단일염기다형성(SNP) 마커를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 피부색 판단용 단일염기다형성(SNP) 마커를 검출할 수 있는 프로브 또는 증폭할 수 있는 제제를 포함하는, 피부색 판단용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 상기 조성물을 포함하는 피부색 판단용 키트 또는 마이크로어레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 상기 단일염기다형성 마커의 다형성 부위를 확인하는 단계를 포함하는 피부색에 대한 정보의 제공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 상기 단일염기다형성 마커의 다형성 부위를 이용하여 고유 피부색 특성 예측 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 고유 피부색 특성 예측 시스템 제공을 통해 맞춤형 피부 관리 제품 정보 및 생활 패턴 정보 추천 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서 개시된 각각의 설명 및 실시 형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.
본 발명의 하나의 양태는 피부색 판단용 단일염기다형성(SNP) 마커를 제공한다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 피부색 판단용 단일염기다형성(SNP) 마커를 검출할 수 있는 프로브 또는 증폭할 수 있는 제제를 포함하는, 피부색 판단용 조성물을 제공한다.
상기 피부색 정도에 따라 개체의 피부 타입을 구분할 수 있다.
본 발명에서 용어, "다형성(polymorphism)"이란 하나의 유전자 좌위(locus)에 두 가지 이상의 대립유전자(allele)가 존재하는 경우를 말하며 다형성 부위 중에서, 사람에 따라 단일 염기만이 다른 것을 단일염기다형성(single nucleotide polymorphism, SNP)이라 한다. 바람직한 다형성 마커는 선택된 집단에서 1% 이상, 더욱 구체적으로 10% 또는 20% 이상의 발생빈도를 나타내는 두 가지 이상의 대립유전자를 가진다.‘유전자 다형성 마커'는 일반적으로 동일한 유전자 위치(염기)에서 두 가지 이상의 대립유전자(allele)가 관찰되는 경우를 말하며, 일반적으로 개인에 따라서 상위 대립유전자(major allele)/상위 대립유전자(major allele), 상위 대립유전자(major allele)/하위 대립유전자(minor allele), 하위 대립유전자(minor allele)/하위 대립유전자(minor allele) 의 경우가 존재한다. 본 발명에서는 "다형성 마커"와 혼용될 수 있으며, 하위 대립 유전자의 염기와 염기 부위를 의미하거나, 염색체의 number와 base position과 함께 정의될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 용어, "대립유전자(allele)"는 상동염색체의 동일한 유전자좌위에 존재하는 한 유전자의 여러 타입을 말한다. 대립유전자는 다형성을 나타내는데 사용되기도 하며, 예컨대, SNP는 두 종류의 대립인자 (biallele)를 갖는다. 또한, 염색체의 number와 base position이 동일한 둘 이상의 염기의 조합을 의미하며, 상기 염기는 특정한 집단의 개체들에서 발생 빈도가 높은 상위 대립유전자(major allele)와 상기 상위 대립유전자 보다 발생 빈도가 낮은 하위 대립유전자(minor allele)를 포함한다.
구체적으로, 본 발명의 유전자 다형성 마커들은 피부색과 연관유의성이 있는 것으로, 두 가지 대립유전자(allele) 중에서 하위 대립유전자(minor allele)를 하나 이상 보유하고 있는 경우, 피부색이 상위 대립유전자(major allele)/상위 대립유전자 (major allele)를 갖고 있는 개체에 비해 유의미성이 있다고 할 수 있다. 즉, 상위 대립유전자(major allele)/하위 대립유전자(minor allele), 하위 대립유전자(minor allele)/하위 대립유전자(minor allele)의 경우에는 상위 대립유전자(major allele)/상위 대립유전자 (major allele)를 보유하고 있는 경우와 비교하여 피부색 정도에 비해 그 정도가 높거나 혹은 낮은 피부 특성을 가짐을 알 수 있다.
본 발명의 단일염기다형성 마커는 개인의 고유 피부색 특성을 예측 할 수 있도록 하므로, 피부색 변화에 효과적으로 작용하는 유효 성분에 대한 정보도 제공할 수 있는 바, 개인의 맞춤형 피부 관리 제품 정보 및 생활 패턴 정보 등의 제공이 가능할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 용어, "rs_id"란 1998년부터 SNP 정보를 축적하기 시작한 NCBI가 초기에 등록되는 모든 SNP에 대하여 부여한 독립된 표지자인 rs-ID를 의미한다. 이와 같은 표에 기재된 rs_id는 본 발명의 다형성 마커인 SNP 마커를 의미한다.
또한, 본 발명의 목적상 상기 용어 '피부색'은 개인 피부의 전반적인 색상을 의미하는 것으로 양쪽 볼 부위 등 안면부 전반적인 색상을 대변할 수 있는 부위를 측정한 결과를 의미한다. 구체적으로, 본 발명에서 피부색은 일반적인 개인 (상위 대립유전자 / 상위 대립유전자 (major allele / major allele)를 보유)의 피부색은 동일한 유전자 위치(염기)에서 두 가지 대립유전자가 관찰되는 분석대상 11,079명을 대상으로 측정한 안면부 평균 피부색을 의미하며 그 값은 분석 영역 내에서 명도(CIE L*), 붉은 정도(CIE a*), 노란 정도(CIE b*) 각각의 연속적인 수치로 도출될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 목적상 피부색을 명도(피부 밝기), 붉은 정도, 노란 정도로 나누어 분류할 수 있으며, 분류 시 당업자가 통상적으로 생각할 수 있는 피부색과 관련되는 여러 가지 기준을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 피부색은 피부 밝기 및/또는 붉은색, 노란색 등 전반적인 피부색 등을 고려하여 분류될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 단일염기다형성 마커는 표 1 내지 표 3에 표시된 단일염기다형성 마커들 중에서 선택된 1종 이상의 단일염기다형성 마커일 수 있다. 상기 표 1 내지 표 3에 표시된 단일염기다형성 마커는 피부색 정도와 연관성이 있는지 정도를 판단하는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 단일염기다형성 마커는 피부의 밝기와 관련된 표 1에서 선택되는 하나 이상의 단일염기다형성 마커이거나, 피부의 붉은 정도와 관련된 표 2에서 선택되는 하나 이상의 단일염기다형성 마커이거나, 피부의 노란 정도와 관련된 표 3에서 선택되는 하나 이상의 단일염기다형성 마커일 수 있다.
본 발명의 단일염기다형성 마커의 피부색과의 연관유의성은 피부색을 대변하는 명도, 붉은 정도, 노란 정도 각각에 따른 유전자 다형성 마커의 관찰 빈도 차이를 통해 도출하였다. 이와 같은 유의성은 0.05 미만, 0.01 미만, 0.001 미만, 0.0001 미만, 0.00001 미만, 0.000001 미만, 0.0000001 미만, 0.00000001 미만, 또는 0.000000001 미만의 p-value와 같은 p-값을 특징으로 하나 이에 제한되지는 않는다. 구체적으로 p-value가 0.01 미만일 수 있으며, 더 구체적으로 p-value가 0.001 미만일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 단일염기다형성(SNP) 마커는 표 1 내지 표 3에 표시된 마커 중 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 단일염기다형성 (SNP) 마커는 1개 이상일 수 있으며, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 등 피부색을 판단할 수 있는 개수의 조합으로 이용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 마커는 SNP 그 자체, 또는 상기 SNP 위치를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드, 또는 이의 상보적인 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
하나의 구체예로 단일염기다형성 마커는 피부의 밝기와 관련된 표 1에 표시된 마커 중 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
표 1에 표시된 마커 중 선택되는 마커를 설명하면 다음과 같을 수 있다.
한 예로, SNP 아이디가 rs74653330의 경우, Chr.Position (GRCh ver. 37)이 "15:28228553"으로 기재되어 있고, Allele이 C>T 로 개시되어 있다면, 이는 인간의 15번 염색체의 28228553번째 염기가 C 또는 T 임을 나타내는 것이며, allele의 ">" 왼쪽에 위치하는 염기가 상위 대립유전자(major allele)를 오른쪽에 위치하는 염기가 하위 대립유전자(minor allele)를 의미하는 것일 수 있다.
하나의 구체예로, 표 1에서 선택되는 마커는
인간의 1번 염색체의 159742525 번째 염기가
G 또는 A인(rs75799529), 상기
159742525 번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 2번 염색체의 108396311번째 염기가
G 또는 A인(rs113506755), 상기
108396311번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 3번 염색체의 100963154번째 염기가
A 또는 G인(rs571391), 상기
100963154번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 4번 염색체의 120234402번째 염기가
G 또는 A인(rs13118936), 상기
120234402번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 5번 염색체의 116254507번째 염기가
G 또는 A인(rs149345418), 상기
116254507번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 6번 염색체의 101866368번째 염기가
A 또는 G인(rs1856309), 상기
101866368번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 7번 염색체의 122858776번째 염기가
A 또는 G인(rs7776703), 상기
122858776번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 8번 염색체의 102054847번째 염기가
G 또는 A인(rs28491453), 상기
102054847번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 9번 염색체의 10879676번째 염기가
C 또는 T인(rs16926595), 상기
10879676번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 10번 염색체의 104909890 번째 염기가
G 또는 A인(rs1163249), 상기
104909890 번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 11번 염색체의 101616011 번째 염기가
T 또는 C인(rs2155065), 상기
101616011 번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 12번 염색체의 109306627 번째 염기가
A 또는 G인(rs11114094), 상기
109306627 번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 13번 염색체의 105410554 번째 염기가
A 또는 G인(rs1764769), 상기
105410554 번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 14번 염색체의 100878192 번째 염기가
C 또는 T인(rs149231644), 상기
100878192 번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 15번 염색체의 100783527 번째 염기가
G 또는 A인(rs12324426), 상기
100783527 번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 16번 염색체의 16050903번째 염기가
T 또는 G인(rs78431957), 상기
16050903번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 17번 염색체의 3115030 번째 염기가
T 또는 C인(rs4426379), 상기
3115030 번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 18번 염색체의 13709193 번째 염기가
T 또는 C인(rs144411166), 상기
13709193번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 19번 염색체의 15770052번째 염기가
G 또는 A인(rs118159249), 상기
15770052번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 20번 염색체의 3135526번째 염기가
A 또는 G인(rs6139019), 상기
3135526번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 21번 염색체의 18718170번째 염기가
C 또는 T인(rs12626556), 상기
18718170번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 인간의 22번 염색체의 23757786번째 염기가
A 또는 G인(rs6003697), 상기
23757786번째 염기를 포함하는 5-100개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 및 이들의 상보적인 폴리뉴클레오티드로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 폴리뉴클레오티드로 이루어진 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기에 기재된 마커는 표 1에서 일부만을 예시로 기재한 것일 뿐이며, 다른 위치의 염색체에서도 상기와 동일한 방법으로 선택될 수 있다.
또 하나의 구현예로 표 1과 마찬가지로 표 2에 표시된 단일염기다형성(SNP) 마커 중 어느 하나 이상 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또 하나의 구현예로 표 1과 마찬가지로 표 3에 표시된 단일염기다형성(SNP) 마커 중 어느 하나 이상 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
표 2 내지 표 3에 표시된 단일염기다형성 마커는 상기에서 설명한 바와 같이 해석 및 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 상기 대립유전자는 각각의 개체에서 염색체의
number가 동일하고, 그 중에서 SNP의 상위 대립유전자(major allele) 및 하위 대립유전자(minor allele)가 존재하고, 다형성 마커의 다형성 부위의 염기가 하위 대립유전자로 하나씩 늘어감에 따라 상위 대립유전자는 하나씩 줄어갈 수 있으며, 상위 대립유전자로 하나씩 늘어감에 따라 하위 대립유전자는 하나씩 줄어갈 수 있다. 다만, 하위대립유전자 및 상위대립유전자가 늘어나고 줄어들 수 있는 범위는 i) 상위 대립유전자(major allele)/상위 대립유전자(major allele), ii) 상위 대립유전자(major allele)/하위 대립유전자(minor allele), iii) 하위 대립유전자(minor allele)/하위 대립유전자(minor allele)의 3가지 타입 안에서 일 수 있으며, 상기 3가지 타입의 범위 내에서 대립 유전자가 줄어들거나, 늘어날 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명에서 상기 마커는 개체의 다형성 마커의 다형성 부위의 염기가 하위 대립유전자 (minor allele)가 하나씩 늘어감에 따라 피부색을 판단할 수 있는 마커이다. 구체적으로, 두 가지 대립유전자(allele) 중에서 하위 대립유전자(minor allele)를 하나 이상 보유하고 있는 (1) 상위 대립유전자(major allele)/하위 대립유전자(minor allele), (2) 하위 대립유전자(minor allele)/하위 대립유전자(minor allele)의 경우)를 갖는 개인은 일반적인 개인인 상위 대립유전자(major allele)/상위 대립유전자(major allele)를 보유하고 있는 사람과 비교하여, 피부색 정도가 높거나 혹은 낮은 피부 특성을 가진다고 판단할 수 있다.
더욱 구체적으로, 표 1에 표시된 마커 중 하위 대립유전자 (minor allele)가 하나씩 늘어감에 따라 피부색의 밝기, 즉 명도의 증감 변화 정도를 판단할 수 있다. 일 예로, 표 1에 표시된 마커 중 개체의 15번 염색체의 28228553번째 염기에서 상위 대립유전자 C이고, 하위 대립 유전자가 T인 경우(rs74653330), C/C를 보유하고 있는 사람과 비교하여, C/T 또는 T/T를 보유하는 경우에 effect size가 플러스(+)이므로 피부 밝기가 증가하는 것으로 판단할 수 있고, 개체의 3번 염색체의 12097669번째 염기에서 상위 대립유전자 G이고, 하위 대립 유전자가 T인 경우(rs12629034), G/G를 보유하고 있는 사람과 비교하여, G/T 또는 T/T를 보유하는 경우에 effect size가 마이너스(-)이므로 피부 밝기가 감소하는 것으로 판단할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
표 2에 표시된 마커 중 하위 대립유전자 (minor allele)가 하나씩 늘어감에 따라 피부색의 붉은 정도의 증감 변화 정도를 판단할 수 있다. 일 예로, 표 2에 표시된 마커 중 개체의 3번 염색체의 12097669번째 염기에서 상위 대립유전자 G이고, 하위 대립 유전자가 T인 경우(rs12629034), G/G를 보유하고 있는 사람과 비교하여, G/T 또는 T/T를 보유하는 경우에 effect size가 플러스(+)이므로 피부의 붉은 정도가 증가하는 것으로 판단할 수 있고, 개체의 12번 염색체의 125312425번째 염기에서 상위 대립유전자 C이고, 하위 대립 유전자가 G인 경우(rs10846744), C/C를 보유하고 있는 사람과 비교하여, C/G 또는 G/G를 보유하는 경우에 effect size가 마이너스(-)이므로 피부의 붉은 정도가 감소하는 것으로 판단할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
표 3에 표시된 마커 중 하위 대립유전자 (minor allele)가 하나씩 늘어감에 따라 피부색의 노란 정도의 증감 변화 정도를 판단할 수 있다. 일 예로, 표 3에 표시된 마커 중 개체의 12번 염색체의 125271678번째 염기에서 상위 대립유전자 C이고, 하위 대립 유전자가 T인 경우(rs2272310), C/C를 보유하고 있는 사람과 비교하여, C/T 또는 T/T를 보유하는 경우에 effect size가 플러스(+)이므로 피부의 노란 정도가 증가하는 것으로 판단할 수 있고, 개체의 15번 염색체의 28228553 번째 염기에서 상위 대립유전자 C이고, 하위 대립 유전자가 T인 경우(rs74653330), C/C를 보유하고 있는 사람과 비교하여, C/T 또는 T/T를 보유하는 경우에 effect size가 마이너스(-)이므로 피부의 노란 정도가 감소하는 것으로 판단할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 염기들은 표 1 내지 표 3만을 일 예로 기재한 것이며, 구체적으로 기재하지는 않았으나, 상기에서 설명한 바와 같이 해석 및 도출될 수 있다.
또한, 상기 표 1 내지 표 3의 피부색 판단용 단일염기다형성 마커에서 선택한 단일염기다형성 마커 중에서도 한국인의 피부색과 연관성이 높은 다형성 마커를 추가적으로 포함할 수 있다. 구체적으로, 표 4 내지 표 6에서 선택되는 어느 하나 이상의 피부색 판단용 단일염기다형성 마커는 한국인의 피부색과 연관성이 높은 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체적으로, 한국인의 피부색의 밝기(명도)와 관련된 단일염기다형성 마커는 표 4에 표시된 마커 중 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 한국인의 피부색의 붉은 정도와 관련된 단일염기다형성 마커는 표 5에 표시된 마커 중 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 한국인의 피부색의 노란 정도와 관련된 단일염기다형성 마커는 표 6에 표시된 마커 중 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
하나의 구체예로, 타인종과 비교하여 그 빈도가 높거나 낮은 단일염기다형성 마커를 확인한 결과, 한국인의 피부색의 명도와 관련된 대표적인 단일염기다형성 마커는 표 4에 나타낸 바와 같이 rs74653330, rs728404, rs921221, rs72620727 및 rs16935073이고, 한국인의 피부색의 붉은 정도와 관련된 단일염기다형성 마커는 표 5에 나타낸 바와 같이 rs12629034, rs10846744, rs7763102, rs3755724 및 rs74653330이며, 한국인의 피부색의 노란 정도와 관련된 단일염기다형성 마커는 표 6에 나타낸 바와 같이 rs74653330, rs10846744, rs72620727, rs16935073 및 rs838905일 수 있으나, 상기 단일염기다형성 마커는 대표적인 예일 뿐, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 용어, "피부색 판단용 마커를 검출할 수 있는 프로브"는 상기와 같은 유전자의 다형성 부위와 특이적으로 혼성화 반응을 통해 확인하여 피부색을 진단할 수 있는 조성물을 의미하며, 이와 같은 유전자 분석의 구체적 방법은 특별한 제한이 없으며, 이 발명이 속하는 기술분야에 알려진 모든 유전자 검출 방법에 의하는 것일 수 있다. 또한, 상기 용어는 '피부색 판단용'의 용어와 혼용되어 사용할 수 있다.
본 발명에서 용어, "피부색 판단용 마커를 증폭할 수 있는 제제"란 상기와 같은 유전자의 다형성 부위를 증폭을 통해 확인하여 피부색 정도를 진단할 수 있는 조성물을 의미하며, 구체적으로 상기 피부색 판단용 마커의 폴리뉴클레오티드를 특이적으로 증폭할 수 있는 프라이머를 의미한다. 또한, 상기 용어는 '피부색 진단용', '피부색 정도 판단용', 및 '피부색 정도 진단용'의 용어와 혼용되어 사용할 수 있다.
상기 다형성 마커 증폭에 사용되는 프라이머는, 적절한 버퍼 중의 적절한 조건 (예를 들면, 4개의 다른 뉴클레오시드 트리포스페이트 및 DNA, RNA 폴리머라제 또는 역전사 효소와 같은 중합제) 및 적당한 온도 하에서 주형-지시 DNA 합성의 시작점으로서 작용할 수 있는 단일가닥 올리고뉴클레오티드를 말한다. 상기 프라이머의 적절한 길이는 사용 목적에 따라 달라질 수 있으나, 통상 15 내지 30 뉴클레오티드이다. 짧은 프라이머 분자는 일반적으로 주형과 안정한 혼성체를 형성하기 위해서는 더 낮은 온도를 필요로 한다. 프라이머 서열은 주형과 완전하게 상보적일 필요는 없으나, 주형과 혼성화 할 정도로 충분히 상보적이어야 한다.
본 발명에서 용어, "프라이머"는 짧은 자유 3' 말단 수산화기(free 3' hydroxyl group)를 가지는 염기 서열로 상보적인 템플레이트(template)와 염기쌍(base pair)을 형성할 수 있고 주형 가닥 복사를 위한 시작 지점으로 기능을 하는 짧은 서열을 의미한다. 프라이머는 적절한 완충용액 및 온도에서 중합반응(즉, DNA 폴리머레이즈 또는 역전사효소)을 위한 시약 및 상이한 4가지 뉴클레오사이드 트리포스페이트의 존재하에서 DNA 합성을 개시할 수 있다. PCR 증폭을 실시하여 원하는 생성물의 생성 정도를 통해 피부 타입을 예측할 수 있다. PCR 조건, 센스 및 안티센스 프라이머의 길이는 당업계에 공지된 것을 기초로 변형할 수 있다.
본 발명의 프로브 또는 프라이머는 포스포르아미다이트 고체 지지체 방법, 또는 기타 널리 공지된 방법을 사용하여 화학적으로 합성할 수 있다. 이러한 핵산 서열은 또한 당해 분야에 공지된 많은 수단을 이용하여 변형시킬 수 있다. 이러한 변형의 비-제한적인 예로는 메틸화, "캡화", 천연 뉴클레오타이드 하나 이상의 동족체로의 치환, 및 뉴클레오타이드 간의 변형, 예를 들면, 하전되지 않은 연결체(예: 메틸 포스포네이트, 포스포트리에스테르, 포스포로아미데이트, 카바메이트 등) 또는 하전된 연결체(예: 포스포로티오에이트, 포스포로디티오에이트 등)로의 변형이 있다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 상기 피부색 판단용 조성물을 포함하는 피부색 판단용 키트를 제공한다. 상기 키트는 RT-PCR 키트 또는 DNA 칩 키트일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 키트는 피부 타입 판단용 마커인 SNP 다형성 마커를 증폭을 통해 확인하거나, SNP 다형성 마커의 발현 수준을 mRNA의 발현 수준을 확인함으로써 피부 타입을 진단할 수 있다. 구체적인 일례로서, 본 발명에서 피부 타입 판단용 마커의 mRNA 발현 수준을 측정하기 위한 키트는 RT-PCR을 수행하기 위해 필요한 필수 요소를 포함하는 키트일 수 있다. RT-PCR 키트는, 피부 타입 판단용 마커의 유전자에 대한 특이적인 각각의 프라이머 쌍 외에도 RT-PCR 키트는 테스트 튜브 또는 다른 적절한 컨테이너, 반응 완충액(pH 및 마그네슘 농도는 다양), 데옥시뉴클레오타이드(dNTPs), Taq-폴리머라아제 및 역전사효소와 같은 효소, DNase, RNAse 억제제, DEPC-수(DEPC-water), 멸균수 등을 포함할 수 있다. 또한 정량 대조군으로 사용되는 유전자에 특이적인 프라이머 쌍을 포함할 수 있다. 또한 구체적으로, 본 발명의 키트는 DNA 칩을 수행하기 위해 필요한 필수 요소를 포함하는 피부 타입 판단용 키트일 수 있다. DNA 칩 키트는, 일반적으로 편평한 고체 지지판, 전형적으로는 현미경용 슬라이드보다 크지 않은 유리 표면에 핵산 종을 격자형 배열(gridded array)로 부착한 것으로, 칩 표면에 핵산이 일정하게 배열되어, DNA 칩 상의 핵산과 칩 표면에 처리된 용액 내에 포함된 상보적인 핵산 간에 다중 혼성화(hybridization) 반응이 일어나 대량 병렬 분석이 가능하도록 하는 도구이다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 상기 피부색 판단용 조성물을 포함하는 피부색 판단용 마이크로어레이를 제공한다.
상기 마이크로어레이는 DNA 또는 RNA 폴리뉴클레오티드를 포함하는 것일 수 있다. 상기 마이크로어레이는 프로브 폴리뉴클레오티드에 본 발명의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 것을 제외하고는 통상적인 마이크로어레이로 이루어진다.
프로브 폴리뉴클레오티드를 기판상에 고정화하여 마이크로어레이를 제조하는 방법은 당업계에 잘 알려져 있다. 상기 프로브 폴리뉴클레오티드는 혼성화할 수 있는 폴리뉴클레오티드를 의미하는 것으로, 핵산의 상보성 가닥에 서열 특이적으로 결합할 수 있는 올리고뉴클레오티드를 의미한다. 본 발명의 프로브는 대립유전자 특이적 프로브로서, 같은 종의 두 구성원으로부터 유래한 핵산 단편 중에 다형성 부위가 존재하여, 한 구성원으로부터 유래한 DNA 단편에는 혼성화하나, 다른 구성원으로부터 유래한 단편에는 혼성화하지 않는다. 이 경우 혼성화 조건은 대립유전자간의 혼성화 강도에 있어서 유의한 차이를 보여, 대립유전자 중 하나에만 혼성화 하도록 충분히 엄격해야 한다. 이렇게 함으로써 다른 대립유전자 형태 간에 좋은 혼성화 차이를 유발할 수 있다. 본 발명의 상기 프로브는 대립유전자를 검출하여 피부 타입 진단 방법 등에 사용될 수 있다. 상기 진단 방법에는 서던 블롯트 등과 같은 핵산의 혼성화에 근거한 검출방법들이 포함되며, DNA 칩을 이용한 방법에서 DNA 칩의 기판에 미리 결합된 형태로 제공될 수도 있다. 상기 혼성화란 엄격한 조건, 예를 들면 1M 이하의 염 농도 및 25℃ 이상의 온도하에서 보통 수행될 수 있다. 예를 들면, 5x SSPE (750 mM NaCl, 50 mM Na Phosphate, 5 mM EDTA, pH 7.4) 및 25~30℃의 조건이 대립유전자 특이적 프로브 혼성화에 적합할 수 있다.
본 발명의 피부 진단과 연관된 프로브 폴리뉴클레오티드의 기판상에 고정화하는 과정도 또한 이러한 종래 기술을 사용하여 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 마이크로어레이 상에서의 핵산의 혼성화 및 혼성화 결과의 검출은 당업계에 잘 알려져 있다. 상기 검출은 예를 들면, 핵산 시료를 형광 물질 예를 들면 Cy3 및 Cy5와 같은 물질을 포함하는 검출가능한 신호를 발생시킬 수 있는 표지 물질로 표지한 다음, 마이크로어레이 상에 혼성화하고 상기 표지 물질로부터 발생하는 신호를 검출함으로써 혼성화 결과를 검출할 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 (a) 개체로부터 분리한 시료로부터 수득한 DNA에서 상기 단일염기다형성 마커의 다형성 부위를 증폭하거나 프로브와 혼성화하는 단계; 및 (b) 상기 (a) 단계의 증폭된 또는 혼성화된 다형성 부위의 염기를 확인하는 단계를 포함하는, 피부색에 대한 정보의 제공 방법을 제공한다.
본 발명의 용어, "개체"란 피부색에 대한 진단을 하기 위한 피험자를 의미한다. 상기 검체에서 머리카락, 뇨, 혈액, 각종 체액, 분리된 조직, 분리된 세포 또는 타액과 같은 시료 등으로부터 DNA를 수득할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 (a) 단계의 게놈 DNA 수득 방법은 당업자에게 알려진 어떠한 방법이든 사용가능하다.
상기 (a) 단계의 수득한 DNA로부터 상기 단일염기다형성 마커의 다형성 부위를 증폭하거나 프로브와 혼성화하는 단계는 당업자에게 알려진 어떠한 방법이든 사용가능하다. 예를 들면, 표적 핵산을 PCR을 통하여 증폭하고 이를 정제하여 얻을 수 있다. 그 외 리가제 연쇄 반응(LCR) (Wu 및 Wallace, Genomics 4, 560(1989), Landegren 등, Science 241, 1077(1988)), 전사증폭(transcription amplification)(Kwoh 등, Proc. Natl.Acad. Sci. USA 86, 1173(1989)) 및 자가유지 서열 복제 (Guatelli 등, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87, 1874(1990)) 및 핵산에 근거한 서열 증폭 (NASBA)이 사용될 수 있다.
상기 방법 중 (b)단계의 다형성 부위의 염기를 결정하는 것은 시퀀싱 분석, 마이크로어레이(microarray)에 의한 혼성화, 대립유전자 특이적인 PCR(allele specific PCR), 다이나믹 대립유전자 혼성화 기법(dynamic allele-specifichybridization, DASH), PCR 연장 분석, SSCP, PCR-RFLP 분석 또는 TaqMan 기법, SNPlex 플랫폼(Applied Biosystems), 질량 분석법(예를 들면, Sequenom의 MassARRAY 시스템), 미니-시퀀싱(mini-sequencing) 방법, Bio-Plex 시스템(BioRad), CEQ and SNPstream 시스템(Beckman), Molecular Inversion Probe 어레이 기술(예를 들면, Affymetrix GeneChip), 및 BeadArray Technologies(예를 들면, Illumina GoldenGate 및 Infinium 분석법)를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 방법들 또는 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 이용가능한 다른 방법에 의해, 마이크로새틀라이트, SNP 또는 다른 종류의 다형성 마커를 포함한, 다형성 마커에서의 하나 이상의 대립유전자가 확인될 수 있다. 이와 같은 다형성 부위의 염기를 결정하는 것은 구체적으로 SNP 칩을 통해 수행할 수 있다.
상기 방법은 추가적으로 (c) 증폭된 또는 혼성화된 다형성 부위의 염기가 상기 단일염기다형성 마커에 따른 하위 대립유전자(minor allele)인 염기를 하나 이상 포함하는 경우, 피부색 정도가 높거나 혹은 낮은 것으로 판단하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 추가적으로 (c) 증폭된 또는 혼성화된 다형성 부위의 염기가 상기 단일염기다형성 마커에 따른 상위 대립유전자(major allele)인 염기를 하나 이상 포함하는 경우, 피부색의 밝기가 증가하거나 감소하는 것으로 판단하거나, 피부색의 붉은 정도가 증가하거나 감소하는 것으로 판단하거나, 피부색의 노란 정도가 증가하거나 감소하는 것으로 판단하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 용어, "SNP 칩"은 수십만개의 SNP의 각 염기를 한번에 확인할 수 있는 DNA 마이크로어레이의 하나를 의미한다.
TaqMan 방법은 (1) 원하는 DNA 단편을 증폭할 수 있도록 프라이머 및 TaqMan 탐침을 설계 및 제작하는 단계; (2) 서로 다른 대립유전자의 탐침을 FAM 염료 및 VIC 염료로 표지(Applied Biosystems)하는 단계; (3) 상기 DNA를 주형으로 하고, 상기의 프라이머 및 탐침을 이용하여 PCR을 수행하는 단계; (4) 상기의 PCR 반응이 완성된 후, TaqMan 분석 플레이트를 핵산 분석기로 분석 및 확인하는 단계; 및 (5) 상기 분석결과로부터 단계 (1)의 폴리뉴클레오티들의 유전자형을 결정하는 단계를 포함한다.
상기에서, 시퀀싱 분석은 염기서열 결정을 위한 통상적인 방법을 사용할 수 있으며, 자동화된 유전자분석기를 이용하여 수행될 수 있다. 또한, 대립유전자 특이적 PCR은 SNP가 위치하는 염기를 3' 말단으로 하여 고안한 프라이머를 포함한 프라이머 세트로 상기 SNP가 위치하는 DNA 단편을 증폭하는 PCR 방법을 의미한다. 상기 방법의 원리는, 예를 들어, 특정 염기가 A에서 G로 치환된 경우, 상기 A를 3' 말단염기로 포함하는 프라이머 및 적당한 크기의 DNA 단편을 증폭할 수 있는 반대 방향 프라이머를 고안하여 PCR 반응을 수행할 경우, 상기 SNP 위치의 염기가 A인 경우에는 증폭반응이 정상적으로 수행되어 원하는 위치의 밴드가 관찰되고, 상기 염기가 G로 치환된 경우에는 프라이머는 주형 DNA에 상보결합할수 있으나, 3' 말단 쪽이 상보결합을 하지 못함으로써 증폭반응이 제대로 수행되지 않는 점을 이용한 것이다. DASH는 통상적인 방법으로 수행될 수 있고, 구체적으로 프린스 등에 의한 방법에 의하여 수행될 수 있다.
한편, PCR 연장 분석은 먼저 단일염기 다형성이 위치하는 염기를 포함하는 DNA 단편을 프라이머 쌍으로 증폭을 한 다음, 반응에 첨가된 모든 뉴클레오티드를 탈인산화시킴으로써 불활성화시키고, 여기에 SNP 특이적 연장 프라이머, dNTP 혼합물, 디디옥시뉴클레오티드, 반응 완충액 및 DNA 중합효소를 첨가하여 프라이머 연장반응을 수행함으로써 이루어진다. 이때, 연장 프라이머는 SNP가 위치하는 염기의 5' 방향의 바로 인접한 염기를 3' 말단으로 삼으며, dNTP 혼합물에는 디디옥시뉴클레오티드와 동일한 염기를 갖는 핵산이 제외되고, 상기 디디옥시뉴클레오티드는 SNP를 나타내는 염기 종류 중 하나에서 선택된다. 예를 들어, A에서 G로의 치환이 있는 경우, dGTP, dCTP 및 TTP 혼합물과 ddATP를 반응에 첨가할 경우, 상기 치환이 일어난 염기에서 프라이머는 DNA 중합효소에 의하여 연장되고, 몇 염기가 지난 후 A 염기가 최초로 나타나는 위치에서 ddATP에 의하여 프라이머 연장반응이 종결된다. 만일 상기 치환이 일어나지 않았다면, 그 위치에서 연장반응이 종결되므로, 상기 연장된 프라이머의 길이를 비교함으로써 SNP를 나타내는 염기 종류를 판별할 수 있게 된다.
이때, 검출방법으로는 연장 프라이머 또는 디디옥시뉴클레오티드를 형광 표지한 경우에는 일반적인 염기서열 결정에 사용되는 유전자 분석기(예를 들어, ABI사의 Model 3700 등)를 사용하여 형광을 검출함으로써 상기 SNP을 검출할 수 있으며, 무-표지된 연장 프라이머 및 디디옥시뉴클레오티드를 사용할 경우에는 MALDI-TOF(matrix assisted laser desorption ionization-time of flight) 기법을 이용하여 분자량을 측정함으로써 상기 SNP를 검출할 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 예측된 고유 피부색 특성을 이용한 정보 제공 방법을 제공한다. 구체적으로, (a) 특정 개체의 SNPs 데이터로부터 피부 밝기를 나타내는 제1 값을 계산하는 단계, (b) 특정 개체의 SNPs 데이터로부터 피부가 붉은색을 띄는 정도를 나타내는 제2 값을 계산하는 단계, (c) 특정 개체의 SNPs 데이터로부터 피부가 노란색을 띄는 정도를 나타내는 제3 값을 계산하는 단계, (d) 다수의 개체 각각으로부터 계산된 제1 값들의 제1 레퍼런스 값, 상기 다수의 개체 각각으로부터 계산된 제2 값들의 제2 레퍼런스 값 및 상기 다수의 개체 각각으로부터 계산된 제3 값들의 제3 레퍼런스 값을 계산하는 단계, (e) 피검자의 SNPs 데이터로부터 제1 값, 제2 값 및 제3 값을 계산하고, 계산된 피검자의 제1 값, 제2 값 및 제3 값을 상기 (d) 단계에서 계산된 제1 레퍼런스 값, 제2 레퍼런스 값 및 제3 레퍼런스 값과 각각 비교하는 단계 및 (f) 상기 (e) 단계에서의 비교에 의해 생성된 제1 비교 결과 데이터에 매칭되는 고유 피부색 특성을 피검자의 고유 피부색 특성으로 예측하는 단계를 포함하는, 예측된 고유 피부색 특성을 이용한 정보 제공 방법을 제공한다.
표 1 내지 3에는 다수의 단일염기다형성 마커가 제시되며, 구체적으로 표 1에는 피부 밝기에 영향을 미치는 다수의 단일염기다형성 마커가, 표 2에는 피부가 붉은색을 띄는 정도에 영향을 미치는 다수의 단일염기다형성 마커가, 표 3에는 피부가 노란색을 띄는 정도에 영향을 미치는 다수의 단일염기다형성 마커가 나타내어진다.
동일한 그룹에 포함된 단일염기다형성 마커라도, 마커의 종류마다 피부 밝기, 피부가 붉은색을 띄는 정도, 피부가 노란색을 띄는 정도에 영향을 미치는 정도가 다를 수 있다. 즉, 단일염기다형성 마커마다, 피부의 밝기, 붉은색을 띄는 정도, 노란색을 띄는 정도에 미치는 가중치가 서로 다를 수 있다.
본 발명에서는, 선형회귀분석 등의 통계적 방법을 통해 각 단일염기다형성 마커가 피부의 밝기, 붉은색을 띄는 정도, 노란색을 띄는 정도에 미치는 가중치를 결정하고, 결정된 가중치를 이용하여 아래의 수식에 따라 고유 피부색 특성을 예측할 수 있는 수식을 도출하였다.
[수식 1]
제1 값 = (SNP11 x effect size11) + (SNP12 x effect size12) + (SNP13 x effect size13) + … + (SNP1n x effect size1n)
여기서, n은 자연수이고, SNP11 내지 SNP1n은 표 1에서 선택된 단일염기다형성 마커이며, effect size는 각 단일염기다형성 마커가 피부의 밝기에 영향을 미치는 것을 수치화한 가중치를 나타낸다.
[수식 2]
제2 값 = (SNP21 x effect size21) + (SNP22 x effect size22) + (SNP23 x effect size23) + … + (SNP2n x effect size2n)
여기서, n은 자연수이고, SNP21 내지 SNP2n은 표 2에서 선택된 단일염기다형성 마커이며, effect size는 각 단일염기다형성 마커가 피부가 붉은색을 띄는 정도에 영향을 미치는 것을 수치화한 가중치를 나타낸다.
[수식 3]
제3 값 = (SNP31 x effect size31) + (SNP32 x effect size32) + (SNP33 x effect size33) + … + (SNP3n x effect size3n)
여기서, n은 자연수이고, SNP11 내지 SNP1n은 표 3에서 선택된 단일염기다형성 마커이며, effect size는 각 단일염기다형성 마커가 피부가 노란색을 띄는 정도에 영향을 미치는 것을 수치화한 가중치를 나타낸다.
본 발명에서는, 수식 1 내지 3을 통해 제1 값, 제2 값 및 제3 값으로 해당 개체의 고유 피부색 특성을 예측한다.
먼저, 특정 개체의 SNPs 데이터로부터 상기 수식 1 내지 3을 통해 제1 값, 제2 값 및 제3 값을 계산한다. 다수의 개체로부터 제1 값, 제2 값 및 제3 값이 각각 계산될 수 있으며, 이로부터 제1 레퍼런스 값, 제2 레퍼런스 값 및 제3 레퍼런스 값이 생성된다. 여기에서, 레퍼런스 값은 일 예로 다수의 제1 내지 3 값들의 각 평균값일 수 있으며, 이에 제한되지 않고 중간값 등 통계적 분석 기법에 의해 다수의 제1 내지 3 값들의 레퍼런스를 의미할 수 있는 값들이 모두 포함될 수 있다. 또한, 다수의 개체는 모두 한국인일 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
다음, 피검자의 SNPs 데이터로부터 상기 수식 1 내지 3을 통해 제1 값, 제2 값 및 제3 값을 계산한다.
다음, 계산된 피검자의 제1 값을 제1 레퍼런스 값과 비교하고, 피검자의 제2 값을 제2 레퍼런스 값과 비교하며, 피검자의 제3 값을 제3 레퍼런스 값과 비교한다. 상기 비교에 의해 비교 결과 데이터(예를 들어, 제1 값과 제1 레퍼런스 값과의 차이값, 제2 값과 제2 레퍼런스 값과의 차이값, 제3 값과 제3 레퍼런스 값과의 차이값이 여기에 포함될 수 있음)가 생성된다.
본 발명에서는, 상기 비교 결과 데이터 각각에 매칭되는 고유 피부색 특성이 미리 저장되어 있을 수 있다. 따라서, 생성된 비교 결과 데이터에 매칭되어 미리 저장되어 있는 고유 피부색 특성을 피검자의 고유 피부색 특성으로 예측할 수 있게 된다.
본 발명에서는, 예측된 고유 피부색 특성을 이용하여 다양한 정보를 피검자에게 제공하는 것이 가능하다. 본 발명에서는, 다수의 피부 관리 제품 정보와, 피부색에 영향을 미치는 다수의 생활 패턴 정보가 미리 저장되어 있을 수 있다. 나아가 피부 관리 제품 정보와 생활 패턴 정보는 다수의 비교 결과 데이터와 다수의 고유 피부색 특성의 조합에 각각 다르게 매칭된다. 예를 들어, 비교 결과 데이터 1과 고유 피부색 특성 1은 피부 관리 제품 1과 생활 패턴 정보 3이 매칭되어 저장될 수 있으며, 비교 결과 데이터 2와 고유 피부색 특성 2는 피부 관리 제품 2와 생활 패턴 정보 1이 매칭되어 저장될 수 있다(도 1 참조).
예측된 고유 피부색 특성과, 생성된 비교 결과 데이터의 조합에 따라 본 발명에서는 이에 매칭되는 피부 관리 제품 정보와, 생활 패턴 정보를 선정하여 추천하게 된다. 선정된 추천 정보는 디스플레이 등의 별도의 출력 장치를 통해 출력된다. 따라서, 피검자 피부 특성에 맞춘 최적의 피부 관리 제품 정보 및 생활 패턴 정보를 추천할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에서는 피검자의 피부색을 측정하고, 측정된 피부색(실제 피부색)과 목표 피부색과의 비교를 통해 또 다른 비교 결과 데이터를 생성할 수도 있다. 설명의 편의를 위해, 제1 값 내지 제3 값을 제1 레퍼런스 값 내지 제3 레퍼런스 값과 비교하는 것을 통해 생성되는 비교 결과 데이터를 제1 비교 결과 데이터로, 피검자의 측정된 피부색과, 목표 피부색과의 비교를 통해 생성되는 비교 결과 데이터를 제2 비교 결과 데이터로 가정한다.
또한, 피검자의 고유 피부색 특성, 측정 피부색, 제1 및 제2 비교 결과 데이터의 조합에 따라 본 발명에서는 이에 매칭되는 피부 관리 제품 정보와, 생활 패턴 정보를 선정하여 추천할 수도 있다. 고유 피부색 특성과 제1 비교 결과 데이터만을 이용하여 추천하는 경우와 비교하였을 때, 실제 피검자의 피부색, 그리고 현재 피부색과 목표 피부색과의 비교 결과 데이터인 제2 비교 결과 데이터까지 사용하여 피부 관리 제품 정보와 생활 패턴 정보를 선정하여 추천하기 때문에, 추천의 정확성과 사용자의 만족도가 높아지는 효과를 가질 수 있다.
본 발명에서 용어 "피부 관리 제품"은 예를 들어, 신체 부위에 적용(예를 들어, 도포)됨에 따라 피부색 특성을 변화시킬 수 있는 모든 제품을 의미하며, 용어 "피부 관리 제품 정보"는 특정 피부 관리 제품의 제품명, 성분명 등 피부 관리 제품을 특정할 수 있는 모든 정보를 통칭하는 것으로 이해하여야 한다. 상기 피부 관리 제품은 얼굴 및/또는 신체의 다른 부분과 같은 피부에도 적용할 수 있으며, 일 예로, 고유 피부색의 명도가 낮은 경우에는 피부색의 명도를 높일 수 있는 미백 제품의 정보를 제공할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.본 발명에서 용어 "생활 패턴 정보"는 피검자가 해당 생활 패턴을 소정 기간 이상 수행함에 따라 피부색 특성을 변화시킬 수 있는 정보, 예를 들어 식습관 정보, 운동 정보, 자외선 노출 시간 정보, 체중 변화 정보 등 피부색 특성을 변화시킬 수 있으면서도 일상 생활과 관련된 모든 정보를 통칭하는 것으로 이해하여야 한다.
위 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 컴퓨터 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명을 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 예측된 고유 피부색 특성을 이용한 정보 제공 시스템을 제공한다. 구체적으로, 다수의 개체 각각의 SNPs 데이터가 저장되고, 다수의 비교 결과 데이터 각각에 매칭되는 고유 피부색 특성과, 레퍼런스 값 계산 장치(21)에 의해 계산된 레퍼런스 값들, 피부색 특성 값 계산 장치(22)에 의해 계산된 피부색 특성 값이 저장되도록 구성된 저장 장치(10), 상기 저장 장치(10)에 저장된 SNPs 데이터를 이용하여 다수의 개체 각각의 제1 값, 제2 값 및 제3 값을 계산하고, 계산된 제1 값들의 제1 레퍼런스 값(예를 들어, 제1 값들의 평균값인 제1 평균값), 계산된 제2 값들의 제2 레퍼런스 값(예를 들어, 제2 값들의 평균값인 제2 평균값) 및 계산된 제3 값들의 제3 레퍼런스 값(예를 들어, 제3 값들의 평균값인 제3 평균값)을 계산하도록 구성된 레퍼런스 값 계산 장치(21), 피검자의 SNPs 데이터를 이용하여 피검자의 제1 값, 제2 값 및 제3 값을 계산하도록 구성된 피부색 특성 값 계산 장치(22), 상기 제1 레퍼런스 값을 상기 피검자의 제1 값과 비교하고, 상기 제2 레퍼런스 값을 상기 피검자의 제2 값과 비교하며, 상기 제3 레퍼런스 값을 상기 피검자의 제3 값과 비교함으로써, 비교 결과 데이터를 생성하도록 구성된 비교 결과 생성 장치(23) 및 상기 비교 결과 생성 장치(23)에서 생성된 비교 결과 데이터에 매칭되는 고유 피부색 특성을 상기 피검자의 고유 피부색 특성으로 예측하도록 구성된 예측 장치(24)를 포함하며, 상기 제1 값은 표 1에서 선택되는 하나 이상의 단일염기다형성 마커와, 선택된 단일염기다형성 마커가 피부 밝기에 영향을 미치는 정도인 가중치를 이용하여 계산되고, 상기 제2 값은 표 2에서 선택되는 하나 이상의 단일염기다형성 마커와, 선택된 단일염기다형성 마커가 피부가 붉은색을 띄는 정도에 영향을 미치는 정도인 가중치를 이용하여 계산되며, 상기 제3 값은 표 3에서 선택되는 하나 이상의 단일염기다형성 마커와, 선택된 단일염기다형성 마커가 노란색을 띄는 정도에 영향을 미치는 정도인 가중치를 이용하여 계산되는, 고유 피부색 특성 예측 시스템을 제공한다.
저장 장치(10)는 소정의 데이터를 저장할 수 있는 메모리 형태로 구비될 수 있으며, 다수의 개체 각각의 SNPs 데이터와, 피검자의 SNPs 데이터가 저장된다. 또한 저장 장치(10)에는 다수의 비교 결과 데이터에 일대일 매칭되는 다수의 고유 피부색 특성, 레퍼런스 값 계산 장치(21)에 의해 계산된 레퍼런스 값들, 피부색 특성 값 계산 장치(22)에 의해 계산된 피부색 특성 값이 저장된다. 또한, 저장 장치(10)에는 추천의 대상이 되는 다수의 피부 관리 제품 정보와 다수의 생활 패턴 정보가 저장되고, 다수의 비교 결과 데이터(비교 결과 데이터 1 내지 비교 결과 데이터 N(N은 2 이상의 자연수))와 다수의 피부 관리 제품 정보(피부 관리 제품 정보 1 내지 피부 관리 제품 정보 N(N은 2 이상의 자연수)) 조합 경우의 수에 따라 서로 상이한 피부 관리 제품 정보와 생활 패턴 정보가 각각 매칭되어 저장된다.
본 발명에 따른 다른 실시예에서, 저장 장치(10)에는 피검자의 고유 피부색 특성, 제1 및 제2 비교 결과 데이터의 조합 경우의 수에 따른 피부 관리 제품 정보 및 생활 패턴 정보가 각각 매칭되어 저장될 수도 있다.
계산 장치(20)는 연산 기능을 갖춘 CPU와 같은 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU) 형태로 구비될 수 있으며, 도 1을 참조하면 계산 장치(20)는 레퍼런스 값 계산 장치(21), 피부색 특성 값 계산 장치(22), 비교 결과 생성 장치(23), 예측 장치(24) 및 정보 선정 장치(25)를 포함한다.
레퍼런스 값 계산 장치(21)는 저장 장치(10)에 저장되어 있는 SNPs 데이터를 이용하여 수식 1 내지 3을 통해 특정 SNPs 데이터의 제1 값, 제2 값 및 제3 값을 계산하도록 구성된다. 또한, 레퍼런스 값 계산 장치(21)는 다수의 개체로부터 계산된 제1 값들의 제1 레퍼런스 값(예를 들어, 제1 값들의 평균값인 제1 평균값)을 계산하고, 제2 값들의 제2 레퍼런스 값(예를 들어, 제2 값들의 평균값인 제2 평균값)을 계산하며, 제3 값들의 제3 레퍼런스 값(예를 들어, 제3 값들의 평균값인 제3 평균값)을 계산하도록 구성된다. 계산된 제1 내지 제3 레퍼런스 값은 저장 장치(10)에 다시 저장될 수 있다.
피부색 특성 값 계산 장치(22)는 저장 장치(10)에 저장되어 있는 피검자의 SNPs 데이터를 이용하여 수식 1 내지 3을 통해 피검자의 SNPs 데이터의 제1 값, 제2 값 및 제3 값을 계산하도록 구성된다.
비교 결과 생성 장치(23)는 피검자의 계산된 제1 값을 제1 레퍼런스 값과 비교하고, 제2 값을 제2 레퍼런스 값과 비교하며, 제3 값을 제3 레퍼런스 값과 비교함으로써 비교 결과 데이터(제1 비교 결과 데이터)를 생성하도록 구성된다. 생성된 비교 결과 데이터는 예를 들어, 제1 값과 제1 레퍼런스 값의 차이값, 제2 값과 제2 레퍼런스 값의 차이값, 제3 값과 제3 레퍼런스 값의 차이값을 포함할 수 있으나, 특별히 이에 제한되지 않고 비교 결과에 따라 생성될 수 있는 모든 데이터의 범주가 여기에 포함될 수 있다.
또한, 비교 결과 생성 장치(23)는, 피부색 측정 장치(40)에 의해 측정된 피검자의 측정 피부색(실제 피부색)과, 피검자의 목표 피부색과의 비교를 통해 또 다른 비교 결과 데이터(제2 결과 비교 데이터)를 생성하도록 구성된다. 여기에서, 피부색 측정 장치(40)는 피검자의 실제 피부색을 측정할 수 있는 구성이면 어느 것이든 적용될 수 있으며, 일 예로 카메라 등이 해당할 수 있다.
예측 장치(24)는 저장 장치(10)에 미리 저장되어 있으며, 비교 결과 생성 장치(23)에 의해 생성된 비교 결과 데이터(제1 비교 결과 데이터)에 매칭되는 고유 피부색 특성을 피검자의 고유 피부색 특성으로 예측한다. 예측 장치(24)에 의해 예측된 고유 피부색 특성은 디스플레이, 모니터 등의 형태로 구비되는 출력 장치(30)를 통해 출력된다.
또한, 본 발명은 비교 결과 생성 장치(23)에 의해 생성된 비교 결과 데이터(제1 비교 결과 데이터), 그리고 예측 장치(24)에 의해 예측된 고유 피부색 특성에 매칭되는 피부 관리 제품 정보 및 생활 패턴 정보를 선정하도록 구성된 정보 선정 장치(25)를 더 포함할 수 있다. 정보 선정 장치(25)에 의해 선정된 피부 관리 제품 정보 및 생활 패턴 정보는 출력 장치(30)를 통해 출력된다. 이를 통해, 피검자 피부 특성 맞춤형 피부 관리 제품 정보와 생활 패턴 정보가 제공될 수 있다.
또한, 정보 선정 장치(25)는, 예측 장치(24)에 의해 예측된 고유 피부색 특성, 제1 비교 결과 데이터 및 제2 비교 결과 데이터에 매칭되는 피부 관리 제품 정보 및 생활 패턴 정보를 선정하도록 구성될 수 있다. 이를 통해, 피검자의 피부 특성을 고려하면서도 피검자가 원하는 목표 피부색에 도달될 수 있도록 하는 피부 관리 제품 정보와 생활 패턴 정보가 제공되는 것이 가능하다.
본 발명의 피부색 연관유의성을 갖는 유전자 다형성 마커들을 통하여 개인의 피부색 대한 정보를 제공해 줄 수 있으며, 더 나아가서는 개인에게서 관찰되는 유전자 다형성 마커들의 정보에 따라 개인에게 가장 효과적인 맞춤형 성분 또는 제품을 개발할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 예측된 고유 피부색 특성을 이용한 정보 제공 시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 예측된 고유 피부색 특성을 이용한 정보 제공 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 예측된 고유 피부색 특성을 이용한 정보 제공 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 예측된 고유 피부색 특성을 이용한 정보 제공 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 예측된 고유 피부색 특성을 이용한 정보 제공 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
실시예 1: 피부색 평가 및 유전자 채취
일반적인 피부색을 설명할 수 있는 유전자 다형성 마커를 도출해내기 위하여, 20~70대의 건강한 한국인 여성을 모집하였다. 또한, 피부 측정을 위하여 모든 분석대상은 클렌징 또는 비누를 얼굴 세안을 하고 피부가 측정환경에 적응할 수 있도록 어떠한 제품도 바르지 않고 30분간 대기한 후에 피부색을 평가하였으며, 평가에는 이미지 기반의 피부진단 전문기기(PIE社 Janus3)를 활용하였다 (측정 및 분석은 기기 제조사의 매뉴얼에 따라 수행함). 구체적으로, 분석 대상자는 머리띠 착용 및 검은 천을 옷 위에 두른 후 얼굴을 기기에 내장된 이마 받침대와 턱 받침대에 고정하고 눈을 감은 상태로 측정을 위한 자세 유지하고, Janus 3 기기에 내장된 카메라를 통해 분석 대상자의 안면부에 대한 고해상도 이미지를 촬영하였다. Janus 3 자체에서 제공하는 프로그램은 양 볼 영역을 정의하고, 해당 영역 내 CIE L*a*b* 값을 피부색 수치로 사용하였다 (CIE L*: 명도, CIE a*: 붉은 정도, CIE b*: 노란 정도).
일반적인 개인 (상위 대립유전자(major allele)/상위 대립유전자 (major allele)를 보유)의 피부색은 동일한 유전자 위치(염기)에서 두 가지 대립유전자가 관찰되는 분석대상 11,079명을 대상으로 측정한 안면부 평균 피부색을 의미하며 그 값은 분석 영역 내에서 명도(CIE L*), 붉은 정도(CIE a*), 노란 정도(CIE b*) 각각의 연속적인 수치로 도출하였다.
유전자 채집은 타액 수집을 통하여 이루어졌으며, 효과적인 유전자 채집을 위해 모든 분석대상은 채집 전 30분부터는 물을 포함한 어떠한 음식물 섭취를 금하였다.
분석 대상자 중 ① 임신, 수유 중 또는 6 개월 이내에 임신을 계획하고 있는 경우, ② 피부질환의 치료를 위해 스테로이드가 함유된 피부외형제를 1 개월 이상 사용한 경우, ③ 동일한 시험에 참가한 뒤 6 개월이 경과되지 않는 경우, ④ 민감성, 과민성 피부를 가진 경우, ⑤ 시험부위에 점, 여드름, 홍반, 모세혈관확장 등의 피부 이상 소견이 있는 경우, ⑥ 시험시작 3 개월 이내에 시험부위에 동일 또는 유사한 화장품 또는 의약품을 사용한 경우, ⑦ 시험부위에 시술(피부 박피술, 보톡스, 기타 피부관리)을 받거나 6 개월 이내 계획한 경우, ⑧ 만성 소모성 질환이 있는 경우 (천식, 당뇨, 고혈압 등), ⑨ 아토피 피부염을 가지는 경우, ⑩ 그 외 주 시험자의 판단으로 시험이 곤란하다고 판단되는 경우는 피험자에서 제외하였다.
실시예 2: 피부색에 따른 유전자형 분석
유전자 분석을 위한 타액으로부터의 유전자 추출은 QIAmp mini prep kit (QIAGEN)을 이용하여 human genomic DNA를 추출하였으며, 그 품질은 흡광도 (OD 260/280) 또는 1.7, 농도 50ng/ul, 1x TAE 1% agarose gel을 통한 band 검사를 통해 확인하였으며 품질을 통과한 건에 한하여 유전자 분석을 수행하였다.
Illumina社 microarray genotyping chip을 이용하여 유전자 분석이 진행되었으며, 구체적으로는 동일회사의 global screening array 제품을 이용하여 분석 대상자들의 유전자를 분석하였다.
Illumina社 microarray genotyping chip 유전자 분석실험은 제공되는 매뉴얼에 따라 진행되었으며, 제공되는 시약을 사용하여 genomic DNA 증폭 (amplification), DNA 조각화 (fragmentation), 침전 (precipitation), 혼성화 (hybridization), 염색 (staining), 세척 (washing), 코팅 (coating), 스캐닝 (scanning)의 과정을 수행하였다.
실험이 완료된 microarray genotyping chip은 iScan Control Software (Illumina)를 이용하여 스캔하였으며, 스캔이 완료되면 idat 파일이 자동으로 생성되어 GenomeStudio (Illumina) 프로그램을 이용하여 데이터 품질관리 (sample call rate 98%, marker call rate 98%) 및 유전자정보 확인을 수행하였다.
본 실험에서는 유전자 분석 이후 데이터 품질관리를 통과한 데이터만 활용하였다.
실시예 3: 피부색 연관유의성 유전자 다형성 마커 도출
피부색과 연관유의성을 갖는 유전자 다형성 마커들을 도출하기 위하여 분석대상들의 유전자 다형성 마커를 이용한 선형회귀분석을 진행하였으며, 분석을 위하여 PLINK v 1.90 프로그램을 사용하였다.
분석대상 유전자 다형성 마커들의 품질관리를 위하여 각 유전자 다형성 마커들이 하위 대립유전자 빈도 (minor allele frequency) 또는 0.005 및 하디-웨인버그 평형 (Hardy-Weinberg equilibrium) 또는 0.000001 기준을 넘는 것에 한하여 활용하였다.
피부색과 연관성을 보이는 유전자 다형성 마커들의 유의성은 선형회귀분석 F-statistics를 통해 평가하였으며, 그 기준은 P-value < 0.001로 설정하였다.
피부색에 영향을 줄 수 있는 외부효과를 최소화하고 유전자정보에 따른 효과를 도출하기 위하여 나이 또는 BMI 정보 또는 생활습관 (음주, 흡연, 식습관, 수면습관 등)의 정보로 피부색 수치를 보정하여 분석에 활용할 수 있다 (예: 선형회귀분석을 수행).
피부색 연관유의성 유전자 다형성 마커들은 매우 다수가 도출되었으며, 해당 유전자 다형성 마커들은 인간 유전체 중에서 1, 2, 3, 6번 염색체에 주로 위치하고 있음을 확인하였다.
피부색과 유의하게 관련된 SNP 마커 리스트는 하기 표 1 내지 표 3에 나타냈다. 구체적으로, 표 1은 피부색(명도) 연관 유전자 다형성 마커에 관한 것으로 유의수준(P)이 0.001 미만인 것이고, 표 2는 피부색(붉은 정도) 연관 유전자 다형성 마커에 관한 것으로 유의수준(P)이 0.001 미만인 것이며, 표 3은 피부색(노란 정도) 연관 유전자 다형성 마커에 관한 것으로 유의수준(P)이 0.001 미만인 것에 관한 것이다.
1) 미국국립보건원 (NIH) ID, 해당 홈페이지에서 서열확인가능
2) (major allele) > (minor allele) 의미
3) minor allele frequency = (2mm + Mm)/2(MM + Mm + mm)
4) 3가지의 유전형(M/M, M/m, m/m)에 대한 표현형 차이의 통계적 유의성 (M: major allele, m: minor allele)
5) minor allele 이 하나씩 늘어감에 따라 표현형(피부색: 명도)의 증감 변화정도 (- : 피부 명도 감소, + : 피부 명도 증가),
피부색 = 양 볼 영역의 CIE L*a*b* 각각의 값 (CIE L*: 명도, CIE a*: 붉은 정도, CIE b*: 노란 정도), 시판기기이용 (Janus3, PIE社, Korea)
6) PLINK v 1.90 사용하여 분석
1) 미국국립보건원 (NIH) ID, 해당 홈페이지에서 서열확인가능
2) (major allele) > (minor allele) 의미
3) minor allele frequency = (2mm + Mm)/2(MM + Mm + mm)
4) 3가지의 유전형(M/M, M/m, m/m)에 대한 표현형 차이의 통계적 유의성 (M: major allele, m: minor allele)
5) minor allele 이 하나씩 늘어감에 따라 표현형(피부색: 붉은 정도)의 증감 변화정도 (- : 피부 붉은 정도 감소, + : 피부 붉은 정도 증가),
피부색 = 양 볼 영역의 CIE L*a*b* 각각의 값 (CIE L*: 명도, CIE a*: 붉은 정도, CIE b*: 노란 정도), 시판기기이용 (Janus3, PIE社, Korea)
6) PLINK v 1.90 사용하여 분석
1) 미국국립보건원 (NIH) ID, 해당 홈페이지에서 서열확인가능
2) (major allele) > (minor allele) 의미
3) minor allele frequency = (2mm + Mm)/2(MM + Mm + mm)
4) 3가지의 유전형(M/M, M/m, m/m)에 대한 표현형 차이의 통계적 유의성 (M: major allele, m: minor allele)
5) minor allele 이 하나씩 늘어감에 따라 표현형(피부색: 노란 정도)의 증감 변화정도 (- : 피부 노란 정도 감소, + : 피부 노란 정도 증가),
피부색 = 양 볼 영역의 CIE L*a*b* 각각의 값 (CIE L*: 명도, CIE a*: 붉은 정도, CIE b*: 노란 정도), 시판기기이용 (Janus3, PIE社, Korea)
6) PLINK v 1.90 사용하여 분석
그 결과, 총 4개의 유전체 부위(1, 2, 3, 6번 염색체)에서 주로 피부색과의 연관성을 보이는 유전자 변이들이 확인되었다.
실시예 4: 한국인 특이적 피부색 연관유의성 유전자 다형성 마커 규명
실시예 3을 통해 도출된 한국인에서 피부색과 연관이 높은 유전자 다형성 마커들이 한국인 특이적 마커임을 규명하기 위해, 대표 마커에 한하여 그 빈도를 타인종 (아프리카, 동아시아, 유럽, 서아시아, 미국)과 비교하였다.
그 결과, 표 4 내지 표 6에 나타낸 바와 같이 피부색의 명도, 붉은 정도, 노란 정도에 따라 피부색 연관 유전자 다형성 마커의 대립유전자 빈도가 인종별로 차이가 남을 확인하였다.
| SNP 1) | Gene 1) | Allele 2) | MAF 3) | African | East Asian | Europe | South Asian | American |
| MAF 4) | MAF 4) | MAF 4) | MAF 4) | MAF 4) | ||||
| rs74653330 | OCA2 | C>T | 0.0666 | 0.0000 | 0.0268 | 0.0099 | 0.0000 | 0.0040 |
| rs728404 | OCA2 | T>C | 0.1106 | 0.7912 | 0.1448 | 0.9765 | 0.8390 | 0.7910 |
| rs921221 | OCA2 | T>C | 0.1084 | 0.3207 | 0.1419 | 0.7495 | 0.4560 | 0.5270 |
| rs72620727 | - | A>C | 0.3851 | 0.0008 | 0.2302 | 0.0119 | 0.0060 | 0.0140 |
| rs16935073 | BNC2 | A>C | 0.4341 | 0.0651 | 0.3115 | 0.0636 | 0.1810 | 0.3040 |
| SNP 1) | Gene 1) | Allele 2) | MAF 3) | African | East Asian | Europe | South Asian | American |
| MAF 4) | MAF 4) | MAF 4) | MAF 4) | MAF 4) | ||||
| rs12629034 | SYN2 | G>T | 0.3700 | 0.0598 | 0.5129 | 0.1879 | 0.4610 | 0.1630 |
| rs10846744 | SCARB1 | C>G | 0.3153 | 0.3033 | 0.4276 | 0.8300 | 0.8040 | 0.7250 |
| rs7763102 | - | C>A | 0.3005 | 0.0756 | 0.2738 | 0.2594 | 0.1640 | 0.2520 |
| rs3755724 | SYN2 | T>C | 0.4174 | 0.8843 | 0.3393 | 0.6352 | 0.4450 | 0.6950 |
| rs74653330 | OCA2 | C>T | 0.0666 | 0.0000 | 0.0268 | 0.0099 | 0.0000 | 0.0040 |
| SNP 1) | Gene 1) | Allele 2) | MAF 3) | African | East Asian | Europe | South Asian | American |
| MAF 4) | MAF 4) | MAF 4) | MAF 4) | MAF 4) | ||||
| rs74653330 | OCA2 | C>T | 0.0666 | 0.0000 | 0.0268 | 0.0099 | 0.0000 | 0.0040 |
| rs10846744 | SCARB1 | C>G | 0.3153 | 0.3033 | 0.4276 | 0.8300 | 0.8040 | 0.7250 |
| rs72620727 | - | A>C | 0.3851 | 0.0008 | 0.2302 | 0.0119 | 0.0060 | 0.0140 |
| rs16935073 | BNC2 | A>C | 0.4341 | 0.0008 | 0.2302 | 0.0119 | 0.0060 | 0.0140 |
| rs838905 | SCARB1 | G>A | 0.4428 | 0.5507 | 0.4851 | 0.9543 | 0.8710 | 0.6730 |
1) 미국국립보건원 (NIH) ID, 해당 홈페이지에서 서열확인가능
2) 한국인 연구에서의 (major allele) > (minor allele) 의미
3) 한국인의 minor allele frequency; minor allele frequency = (2mm + Mm)/2(MM + Mm + mm)
4) 한국인 연구에서의 minor allele (2)의 타인종에서의 빈도
구체적으로, 한국인의 피부색의 명도와 관련된 대표적인 단일염기다형성(SNP) 마커는 표 4에 나타낸 바와 같이 rs74653330, rs728404, rs921221, rs72620727 및 rs16935073이고, 한국인의 피부색의 붉은 정도와 관련된 단일염기다형성(SNP) 마커는 표 5에 나타낸 바와 같이 rs12629034, rs10846744, rs7763102, rs3755724 및 rs74653330이며, 한국인의 피부색의 노란 정도와 관련된 단일염기다형성(SNP) 마커는 표 6에 나타낸 바와 같이 rs74653330, rs10846744, rs72620727, rs16935073 및 rs838905임을 확인하였다. 이를 통해, 상기 해당 마커들이 한국인 특이적인 피부색 연관 유전자 다형성 마커임을 알 수 있으나, 상기 마커들은 한국인의 피부색과 관련된 대표적인 단일염기다형성(SNP) 마커일 뿐, 상기 마커로 한정되는 것은 아니다.
실시예 5: 피부색 연관유의성 유전자 다형성 마커를 활용한 맞춤형 피부 관리 제품 정보 및 생활 패턴 정보 제공 시스템
피검자의 피부색 측정 및 개인의 피부색 연관유의성 유전자 다형성 마커 혹은 피부색과 연관유의성을 갖는 유전자 다형성 마커들 중 하나 이상의 마커를 활용한 맞춤형 피부 관리 제품 정보 및 생활 패턴 정보 제공시스템은 피부 밝기(명도), 붉은 정도, 노란 정도 등을 포함한 전반적인 피부색을 토대로 하기와 같은 방식으로 진행하였다.
(1) 피검자의 피부색을 정량화 하는 단계로서 피부 측정을 위하여 모든 피검자는 클렌징 또는 비누를 이용해 얼굴 세안을 하고 피부가 측정 환경에 적응할 수 있도록 어떠한 제품도 바르지 않고 30분간 대기한 후에 피부색을 평가하며, 평가에는 이미지 기반의 피부진단 전문기기(PIE社 Janus3)를 활용하였다 (측정 및 분석은 기기 제조사의 매뉴얼에 따라 수행함). 자체 제공 프로그램을 통해 양 볼 영역을 정의하고 해당 영역 내 CIE L*a*b* 값을 피부색 수치로 사용하였다 (CIE L*: 명도, CIE a*: 붉은 정도, CIE b*: 노란 정도). 한국인 피부색 데이터의 분포를 활용해 피검자의 현재 피부색 각 지표의 한국인 집단에서의 위치의 표현이 가능하다.
(2) 실시예 2 및 실시예 3의 방식을 통한 피검자의 유전자 분석을 통해 CIE L*, a*, b* 각각의 값에 영향을 미치는 1개 이상의 연관유의성 유전자 다형성 마커 또는 CIE L*, a*, b* 각각의 값에 연관유의성을 갖는 유전자 다형성 마커들 중 하나 이상을 포함하는 피부색 정보 제공용 마커 조합을 도출하였다. 마커 조합을 통해 구축한 피부색 예측 모델의 식은 하기와 같은 형식이 될 수 있다. 해당 식은 개인의 고유 피부색 특성 예측 및 분류, 맞춤형 피부 관리 제품 제공 및 생활 패턴 정보 추천 제공의 근거로써 활용 할 수 있다.
예) 피부색 예측 모델의 식 = SNP1 X effect size1 + … + (SNPn: 특정 SNP에서 특정 allele의 수, effect size: 선형회귀분석 등을 통해 구한 SNPn에 대한 효과 값)
예를 들어, 다수의 개체로부터 명도, 붉은 정도, 노란 정도 각각의 예측 모델의 식을 계산 하고, 그 값으로 참조 데이터베이스를 구성할 수 있다. 구체적인 예로, 참조 데이터베이스에서 레퍼런스 값(예를 들어, 평균값)을 구할 수 있으며, 피검자의 피부색 특성 값과의 비교를 통해 비교 결과 데이터를 생성할 수 있다. 이는 맞춤형 피부 관리 제품 정보 및 생활 패턴 정보 추천 제공의 근거로써 활용 할 수 있다.
(3) (1)에서 측정된 피부색을 바탕으로 피검자가 원하는 피부색에 대한 목표 피부 밝기(명도), 붉은 정도, 노란 정도 값 (CIE L*a*b*)을 특정할 수 있고, 피부색 측정 비교 결과 데이터를 생성할 수 있다. 이는 맞춤형 피부 관리 제품 정보 및 생활 패턴 정보 추천 제공의 근거로써 활용 할 수 있다.
(4) 피검자의 본질적인 피부색 고민, 예를 들어 피부 밝기(명도)를 개선하기 위해서는 (2)에 기술된 예측 식과 비교 데이터에 기반하여 개인에게 가장 효과적으로 작용하는 미백 기능성, 자외선 차단 등의 기능성 원료를 포함한 처방 혹은 이를 포함한 피부 관리 제품을 추천 할 수 있다. 또한, 현재 피검자의 상태에서 원하는 피부색으로의 표현을 위해 (3)에 기술된 피검자의 피부색 측정치, 목표 피부색 수치 및 비교 데이터에 기반하여 색조 화장품 처방을 포함한 맞춤형 피부 관리 제품을 추천할 수 있다. 피검자 개별 특성에 맞는 처방 혹은 제품 추천과 더불어 야외 활동의 종류, 활동 시간 등 생활습관 관리 항목에 대해서도 추가적으로 제안하여 서비스를 제공할 수 있다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (19)
- 표 1 내지 표 3에서 선택된 어느 하나 이상의 피부색 판단용 단일염기다형성(SNP) 마커를 검출할 수 있는 프로브 또는 증폭할 수 있는 제제를 포함하는, 피부색 판단용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 피부의 밝기와 관련된 표 1에서 선택되는 하나 이상의 단일염기다형성 마커; 피부의 붉은 정도와 관련된 표 2에서 선택되는 하나 이상의 단일염기다형성 마커; 및 피부의 노란 정도와 관련된 표 3에서 선택되는 하나 이상의 단일염기다형성 마커를 검출할 수 있는 프로브 또는 증폭할 수 있는 제제를 포함하는 것인, 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 피부색 판단용 단일염기다형성 마커는 표 1 내지 표 3 중 어느 하나에서 선택되는 하나 이상의 단일염기다형성 마커에 해당하는 폴리뉴클레오티드; 및 이들의 상보적인 폴리뉴클레오티드로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 폴리뉴클레오티드를 추가로 포함하는 것인, 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 표 1 내지 표 3의 피부색 판단용 단일염기다형성 마커에서 선택한 단일염기다형성 마커로부터 표 4 내지 표 6에서 선택되는 어느 하나 이상의 피부색 판단용 단일염기다형성 마커는 한국인의 피부색과 연관성이 높은 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 피부색 판단용 키트.
- 제5항에 있어서, 상기 키트는 RT-PCR 키트 또는 DNA 칩 키트인 피부색 판단용 키트.
- 제1항에 따른 피부색 판단용 단일염기다형성(SNP) 마커를 포함하는, 피부색 판단용 마이크로어레이.
- (a) 개체로부터 분리한 시료로부터 수득된 DNA에서 제1항에 따른 피부색 판단용 단일염기다형성 마커의 다형성 부위를 증폭하거나 프로브와 혼성화하는 단계; 및
(b) 상기 (a) 단계의 증폭된 또는 혼성화된 다형성 부위의 염기를 확인하는 단계를 포함하는, 피부색에 대한 정보의 제공 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 시료는 머리카락, 뇨, 혈액, 각종 체액, 분리된 조직, 분리된 세포 또는 타액인 것인, 피부색에 대한 정보의 제공 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 다형성 부위의 증폭 및 확인은 SNP 칩을 이용하는 것인, 피부색에 대한 정보의 제공 방법.
- (a) 특정 개체의 SNPs 데이터로부터 피부 밝기를 나타내는 제1 값을 계산하는 단계;
(b) 특정 개체의 SNPs 데이터로부터 피부가 붉은색을 띄는 정도를 나타내는 제2 값을 계산하는 단계;
(c) 특정 개체의 SNPs 데이터로부터 피부가 노란색을 띄는 정도를 나타내는 제3 값을 계산하는 단계;
(d) 다수의 개체 각각으로부터 계산된 제1 값들의 제1 레퍼런스 값, 상기 다수의 개체 각각으로부터 계산된 제2 값들의 제2 레퍼런스 값 및 상기 다수의 개체 각각으로부터 계산된 제3 값들의 제3 레퍼런스 값을 계산하는 단계;
(e) 피검자의 SNPs 데이터로부터 제1 값, 제2 값 및 제3 값을 계산하고, 계산된 피검자의 제1 값, 제2 값 및 제3 값을 상기 (d) 단계에서 계산된 제1 레퍼런스 값, 제2 레퍼런스 값 및 제3 레퍼런스 값과 각각 비교하는 단계; 및
(f) 상기 (e) 단계에서의 비교에 의해 생성된 제1 비교 결과 데이터에 매칭되는 고유 피부색 특성을 피검자의 고유 피부색 특성으로 예측하는 단계;를 포함하는,
예측된 고유 피부색 특성을 이용한 정보 제공 방법.
- 제11항에 있어서,
상기 (a) 단계는, 표 1에서 선택되는 하나 이상의 단일염기다형성 마커와, 선택된 단일염기다형성 마커가 피부 밝기에 영향을 미치는 정도인 가중치를 이용하여 특정 개체의 SNPs 데이터로부터 피부 밝기를 나타내는 제1 값을 계산하는 단계;를 더 포함하고,
상기 (b) 단계는, 표 2에서 선택되는 하나 이상의 단일염기다형성 마커와, 선택된 단일염기다형성 마커가 피부가 붉은색을 띄는 정도에 영향을 미치는 정도인 가중치를 이용하여 특정 개체의 SNPs 데이터로부터 피부가 붉은색을 띄는 정도를 나타내는 제2 값을 계산하는 단계;를 더 포함하며,
상기 (c) 단계는, 표 3에서 선택되는 하나 이상의 단일염기다형성 마커와, 선택된 단일염기다형성 마커가 피부가 노란색을 띄는 정도에 미치는 정도인 가중치를 이용하여 특정 개체의 SNPs 데이터로부터 피부가 노란색을 띄는 정도를 나타내는 제3 값을 계산하는 단계;를 더 포함하는,
예측된 고유 피부색 특성을 이용한 정보 제공 방법.
- 제11항에 있어서,
상기 (f) 단계 이후,
(g) 미리 저장된 다수의 피부 관리 제품 정보 또는 다수의 생활 패턴 정보 중 상기 (f) 단계에서 예측된 고유 피부색 특성 및 생성된 제1 비교 결과 데이터의 조합에 매칭되는 일부의 피부 관리 제품 정보 또는 일부의 생활 패턴 정보를 선정하여 이를 출력하는 단계;를 더 포함하는,
예측된 고유 피부색 특성을 이용한 정보 제공 방법.
- 제13항에 있어서,
피검자의 피부색을 측정하는 단계; 및
측정된 피검자의 피부색과 상기 피검자의 목표 피부색을 비교하여 제2 비교 결과 데이터를 생성하는 단계;를 더 포함하고,
상기 (g) 단계는,
미리 저장된 다수의 피부 관리 제품 정보 또는 다수의 생활 패턴 정보 중, 상기 (f) 단계에서 예측된 고유 피부색 특성, 상기 제1 비교 결과 데이터 및 상기 제2 비교 결과 데이터의 조합에 매칭되는 일부의 피부 관리 제품 정보 또는 일부의 생활 패턴 정보를 선정하여 이를 출력하는 단계;를 더 포함하는,
예측된 고유 피부색 특성을 이용한 정보 제공 방법.
- 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항 에 따른 방법을 실행하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된, 컴퓨터 프로그램.
- 다수의 개체 각각의 SNPs 데이터가 저장되고, 다수의 비교 결과 데이터 각각에 매칭되는 고유 피부색 특성이 저장되도록 구성된 저장 장치;
상기 저장 장치에 저장된 SNPs 데이터를 이용하여 다수의 개체 각각의 제1 값, 제2 값 및 제3 값을 계산하고, 계산된 제1 값들의 제1 레퍼런스 값, 계산된 제2 값들의 제2 레퍼런스 값 및 계산된 제3 값들의 제3 레퍼런스 값을 계산하도록 구성된 레퍼런스 값 계산 장치;
피검자의 SNPs 데이터를 이용하여 피검자의 제1 값, 제2 값 및 제3 값을 계산하도록 구성된 피부색 특성 값 계산 장치;
상기 제1 레퍼런스 값을 상기 피검자의 제1 값과 비교하고, 상기 제2 레퍼런스 값을 상기 피검자의 제2 값과 비교하며, 상기 제3 레퍼런스 값을 상기 피검자의 제3 값과 비교함으로써, 제1 비교 결과 데이터를 생성하도록 구성된 비교 결과 생성 장치; 및
상기 비교 결과 생성 장치에서 생성된 제1 비교 결과 데이터에 매칭되는 고유 피부색 특성을 상기 피검자의 고유 피부색 특성으로 예측하도록 구성된 예측 장치;를 포함하는,
예측된 고유 피부색 특성을 이용한 정보 제공 시스템.
- 제16항에 있어서,
상기 제1 값은 표 1에서 선택되는 하나 이상의 단일염기다형성 마커와, 선택된 단일염기다형성 마커가 피부 밝기에 영향을 미치는 정도인 가중치를 이용하여 계산되고,
상기 제2 값은 표 2에서 선택되는 하나 이상의 단일염기다형성 마커와, 선택된 단일염기다형성 마커가 피부가 붉은색을 띄는 정도에 영향을 미치는 정도인 가중치를 이용하여 계산되며,
상기 제3 값은 표 3에서 선택되는 하나 이상의 단일염기다형성 마커와, 선택된 단일염기다형성 마커가 노란색을 띄는 정도에 영향을 미치는 정도인 가중치를 이용하여 계산되는,
예측된 고유 피부색 특성을 이용한 정보 제공 시스템.
- 제14항에 있어서,
상기 저장 장치에는 다수의 피부 관리 제품 정보와 다수의 생활 패턴 정보가 저장되되, 다수의 비교 결과 데이터 및 다수의 고유 피부색 특성의 조합에 따라 상이한 피부 관리 제품 정보와 생활 패턴 정보가 각각 매칭되어 저장되어 있으며,
상기 비교 결과 생성 장치에 의해 생성된 제1 비교 결과 데이터와 예측된 고유 피부색 특성의 조합에 매칭되는 피부 관리 제품 정보 및 생활 패턴 정보를 선정하도록 출력 장치를 통해 선정된 정보를 출력하도록 구성된 정보 선정 장치;를 더 포함하는,
예측된 고유 피부색 특성을 이용한 정보 제공 시스템.
- 제18항에 있어서,
피검자의 피부색을 측정하도록 구성된 피부색 측정 장치;를 더 포함하고,
상기 비교 결과 생성 장치는 상기 피부색 측정 장치에 의해 측정된 피검자의 피부색과 상기 피검자의 목표 피부색을 비교하여 제2 비교 결과 데이터를 생성하도록 구성되고,
상기 정보 선정 장치는,
미리 저장된 다수의 피부 관리 제품 정보 또는 다수의 생활 패턴 정보 중, 예측된 고유 피부색 특성, 상기 제1 비교 결과 데이터 및 상기 제2 비교 결과 데이터의 조합에 매칭되는 일부의 피부 관리 제품 정보 또는 일부의 생활 패턴 정보를 선정하여 상기 출력 장치를 통해 출력하도록 구성된,
예측된 고유 피부색 특성을 이용한 정보 제공 시스템.
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