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피부세포로 정자와 난자 만들면, 뭐가 좋아질까요

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피부세포로 정자와 난자 만들면, 뭐가 좋아질까요

2014.12.28 18:00

쥐의 시원생식세포를 만들 때는 관여하지 않던 SOX17이 인간 시원생식세포를 만들 때는 결정적인 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다. - 셀 제공
쥐의 시원생식세포를 만들 때는 관여하지 않던 SOX17이 인간 시원생식세포를 만들 때는 결정적인 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다. - 셀 제공

영국 케임브리지대와 이스라엘 와이즈만 연구소 공동연구팀이 인간의 정자와 난자의 모체라 할 수 있는 시원생식세포(Primordial Germ Cell)를 인공적으로 만드는 데 성공했다고 24일 밝혔다.


쥐를 이용한 실험에서 성공한 사례는 있었지만 인간의 시원생식세포를 인위적으로 만든 건 이번이 처음이다.


시원생식세포는 정자와 난자가 만나 발생한 뒤 24일 만에 나타나는 초기 세포다. 태아의 생식선(성별에 따라 난소와 정소로 발달할 부분)에서 세포분열을 거치면서 그 수가 수백 개에서 수백 만 개로 늘어난다.

 

이렇게 수가 불어난 시원생식세포는 이후 정원세포, 난모세포가 돼 유전자 수를 절반으로 줄이는 감수분열을 통해 생식에 필요한 난자와 정자를 만든다.


연구팀은 인간 배아줄기세포를 이용해 발생 초기에 나타나는 시원생식세포를 만들었다. 이전까지 시원생식세포를 만들기 어려웠던 까닭은 시원생식세포 형성에 관여하는 조절인자를 몰랐기 때문이다.


연구팀은 ‘SOX17’이라는 유전자가 인간 시원생식세포를 만드는 데 핵심적인 역할을 한다는 사실을 알아냈다. SOX17은 쥐를 이용한 실험에서 시원생식세포를 만드는 데 관여하지 않았던 유전자로 폐나 장, 이자로 발달하는 내배엽을 만드는 데만 관여한다고 알려져 있었다. 적절한 환경에서 배아줄기세포가 시원생식세포로 분화하는 데는 5~6일이 걸렸다.


시원생식세포가 만들어지는 조건을 알아낸 연구팀은 배아줄기세포 대신 성인 피부세포를 유도만능줄기세포(iPSC)로 역분화 시킨 뒤 시원생식세포로 만드는 데 성공했다.


또 연구팀은 이렇게 생겨난 시원생식세포가 특정 단계를 거치며 후성유전의 핵심인 ‘메틸화’가 사라지고 ‘리셋(reset)’된다는 부분에 주목했다. 리셋되는 과정을 거꾸로 쫓아가면 유전자가 메틸화되는 이유와 메커니즘을 밝힐 수 있다. 최근 각광 받은 연구 분야인 후성유전학에도 이번 결과를 적용할 수 있다는 뜻이다. 후성유전학이란 부모가 환경에 적응하기 위해 얻은 유전자 변이가 후대에도 전달되는 것을 연구하는 분야이다.


연구팀은 “시원생식세포를 쥐의 난소나 정소에 넣어 정상적인 난자와 정자로 분화하는 지 확인할 계획”이라며 “후성유전학에는 물론 불임치료에도 응용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

 

연구결과는 생명공학분야 학술지 ‘셀’ 24일자에 실렸다.

 

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