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[표지로 읽는 과학] 2018년을 빛낸 획기적 연구 성과

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2018년 12월 22일 09:00 프린트하기

사이언스 제공
사이언스 제공

국제학술지 ‘사이언스’는 21일 ‘2018년, 올해의 획기적 성과’란 문구와 함께 다양한 색으로 염색된 세포의 모습을 표지에 실었다. 발달과정에서 세포의 운명을 결정하는데 RNA 전사체가 작용하고 있다. 세포 속 RNA 전사체들은 유전적 기법으로 표시해 초기 수정란(배아)의 발달 과정을 포착한 것이다.

 

세포 속 핵에는 염색체와 히스톤 단백질이 뒤섞여 뭉친 상태로 존재한다. 생명 현상이 진행되려면 히스톤 단백질의 특정부위에 아세틸기가 붙어 염색체가 풀려야한다. 염색체가 풀리면 비로소 이중나선 형태의 유전물질인 DNA가 모습을 드러낸다. DNA의 염기가 해독돼 우리 몸에 필요한 단백질이 생성되는 과정을 ‘번역’이라 한다.

 

번역 과정을 시작하거나 멈추기 위해 작용하는 물질 중 하나가 단일가닥의 염기로 이뤄진 RNA 전사체다. 발달 과정에서 생기는 RNA 전사체를 따라가면 무슨 세포로도 분화될 수 있었던 배아세포가 간이나 심장등 특정 조직의 세포로 운명이 결정되는 과정을 알 수 있다.

 

대니얼 왜그너 미국 하버드대 의대 시스템생물학과 연구원이 이끄는 연구진은 발달 연구에 널리 쓰이는 제프라 피쉬 배아의 운명을 결정짓는데 관여하는 약 9만 2000여개의 RNA 전사체의 염기서열을 분석했다. 단일세포 RNA 염기서열 해독 기술로, 제브라 피쉬의 배아가 25가지 종류의 특정 장기세포로 운명이 결정되는 과정을 확인하는데 성공했다.

 

연구진은 이 해독기술에 정교한 유전자 교정 도구인 ‘크리스퍼 유전자 가위(CRISPR=Cas9)’를 접목했다. 시간대별로 배아의 세포들이 자신의 정체성을 찾아가는 발생 과정을 지도로 그리는데 성공했다. 지난 5월 31일 사이언스의 표지를 장식하기도 했던 이 기술이 올해 최고의 연구 성과로 뽑혔다.

 

사이언스는 지난 11월 28일(현지 시간)부터 12월 5일까지 온라인을 통해 올해 발표된 12가지 과학 연구 성과에 대한 순위 투표를 진행했다. 사이언스를 발간하는 미국과학진흥협회(AAAS)가 5일부터 12일까지 일주일간 전 세계 과학기술인 1만2000명 이상이 참여한 온라인 설문조사도 실시했다.

 

AAAS는 이 결과들과 사이언스 편집진의 평가를 종합해 ‘올해 과학계를 혁신한 10대 과학 뉴스’를 선정해 20일 발표했다. 2위에는 최초로 미국식품의약국(FDA)의 허가를 받은 RNA 간섭 약물 개발 연구가, 3위로는 고에너지 중성미자가 태양보다 수억 배 큰 블랙홀에서 기원했다는 연구가 뽑혔다.

 

 

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