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역분화 줄기세포 만드는 새로운 유전자 발견

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역분화 줄기세포 만드는 새로운 유전자 발견

2011.07.12 00:00
국내 연구진이 역분화(유도만능) 줄기세포(iPS cells)를 만드는 새로운 유전자 발견했다. 고려대 생명공학부 유승권 교수팀은 역분화 줄기세포를 만드는 데 필요한 다수의 유전자를 대체하는 새로운 유전자 발견해 국제학술지 ‘셀 리서치’ 온라인판에 지난달 28일 발표했다. 역분화 줄기세포는 체세포를 어느 세포로든 분화 가능한 배아줄기세포처럼 돌린 것으로 윤리적 논란과 면역거부반응 등의 문제에서 자유로운 방법이다. 연구진은 역분화 줄기세포를 만드는 데 필요한 유전자를 4개에서 2개로, 다시 1개로 줄였다. 지금까지는 역분화 줄기세포 만들기 위해 바이러스를 이용해 ‘Oct4’, ‘Sox2’, ‘c-Myc’, ‘Klf4’ 등 4개의 유전자를 체세포에 넣었다. 관여하는 유전자 수가 많아 유도과정이 복잡하고 역분화 효율도 낮았다. 유 교수는 “‘Bmi1’이라는 새로운 유전자를 이용해 쥐의 피부세포를 역분화 중간단계인 신경줄기세포로 분화시킨 후 ‘Oct4’ 유전자를 도입해 최종 역분화 줄기세포 만드는 데 성공했다”며 “Bmi1이 Oct4를 제외한 나머지 세 유전자를 대체한 것”이라고 밝혔다. Bmi1은 신경줄기세포의 자가 재생능력 유지에 중요한 역할을 하는 유전자로 역분화 과정에 쓰인 것은 이번이 처음이다. 연구진은 이어 Bmi1을 대체할 수 있는 화합물을 찾아냈다. 피부세포에 ‘Shh’라는 단백질을 처리하면 Bmi1을 도입했을 때와 마찬가지로 신경줄기세포가 됐다. 여기에 역분화 과정에서 가장 중요한 역할을 하는 유전자 Oct4를 넣어주자 최종적으로 역분화 줄기세포가 생성됐다. 교신저자로 연구에 참여한 고려대 BK21 생명공학원사업단 윤병선 교수는 “기존에 Oct4만으로 역분화 줄기세포를 만든 적은 있었지만 필요한 화합물의 수가 많았다”며 “Bmi1으로 세 유전자를 대체한 뒤 이 기능을 하는 화합물을 찾아내 과정을 더 단순화했다”고 설명했다. 이번 연구를 지원한 세포응용연구사업단의 김동욱 단장(연세대 교수)은 “유전자를 세포에 넣을 때 바이러스를 이용하기 때문에 유전자 수를 줄일수록 더 안전하고 효율도 높다”며 “앞으로 화합물로만 역분화 줄기세포를 만들 수 있는 기반을 마련한 것”이라고 평가했다. △쥐의 피부세포(왼쪽 아래)에 세 유전자 대신 Bmi1 또는 단백질 Shh를 주입해 신경줄기세포로 만든다.(왼쪽 가운데) 여기에 Oct4를 넣어 최종적으로 역분화 줄기세포(왼쪽 위)를 만들었다. 고려대 제공

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