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과학자들이 세포 하나에 관심을 갖는 이유

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과학자들이 세포 하나에 관심을 갖는 이유

2017.07.09 18:00

표지로 읽는 과학 - 네이처

 

네이처 제공
네이처 제공

이번 주 ‘네이처’ 표지는 세포 하나를 전격적으로 해부한다는 내용을 상징적으로 표현했다. 눈부신 과학기술의 발전으로 인류는 단일세포 단위로 생명체를 분석할 수 있게 됐다. 바로 ‘단일세포 생물학’이다.

 

6일자 네이처는 생명의 가장 기본 단위인 세포 하나하나를 분석하는 새로운 분석 기술이 최근 몇 년간 눈에 띄게 발전했다고 소개했다. 덕분에 과학자들은 복잡한 생명체 안에 얼마나 다양한 종류의 세포가 있고, 각 세포가 어떤 역할을 하고 유전과 노화, 질병 치료의 과정에서 어떻게 변화하는지 상세히 연구할 수 있게 됐다.
 
지구에 있는 모든 생명체의 기본 단위로서 세포의 개념이 제시된 지 올해로 180년이 다 돼 간다. 하지만 아직까지 단일세포 각각의 기능과 역할에 대해서는 밝혀지지 않았다. 대부분은 세포들이 구성하는 조직을 단위로 체내에서 일어나는 생화학적 반응을 분석해 왔다.
 
그러나 어떤 조직은 서로 다른 종류의 세포들로 구성돼 있기 때문에 세포 각각의 특성을 들여다보는 일은 과학자들에겐 미지의 세계나 마찬가지다. 가령 암은 여러 종류의 세포로 구성돼 있지만, 모든 세포가 암에 걸리지는 않는다. 단일세포를 분석하면 어떤 세포들이 암세포가 되고, 어떤 세포들이 암세포와 상호작용 하거나 맞서 싸우는지 등을 알아내는 데 필요한 정보를 얻을 수 있다.
 
아비브 레게브 미국 브로드연구소 박사팀은 인체의 모든 세포를 계통학적으로 분류하는 연구를 진행 중이다. 이 같은 작업은 질병 치료에 중요한 단서가 될 수 있다. 동일한 암 조직 안에서 세포들 사이에 나타나는 차이를 집중 분석하면, 좀 더 효과적인 암 치료법을 찾는 데 도움이 된다. 아미르 길라디 이스라엘 바이츠만연구소 박사는 “단일 면역세포가 어떻게 암 같은 질병에 대항하거나 감염을 일으킬 수 있는지에 대해 면밀히 분석하는 연구도 활발하다”고 말했다.
 
단일세포는 세포 자체 내에서 일어나는 다양한 현상에 대해 밝히는 데도 도움이 된다. 나가노 다카시 영국 바브라함연구소 박사팀은 생쥐의 유전체(게놈)가 단일세포 안에서 어떻게 3차원으로 배열돼 있는지 알아냈다. 네이처는 “점점 더 많은 생물학자들이 단일세포에 관심을 집중하고 있다”며 “단일세포를 분석하는 다양한 분석 도구도 활발하게 개발되고 있다”고 밝혔다.

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