| [ KAIST ] in KIDS 글 쓴 이(By): hohwa (暗然銷魂) 날 짜 (Date): 2003년 1월 2일 목요일 오후 02시 21분 23초 제 목(Title): 동물 복제 기술 복제 동물의 문제점 핵 치환(정확히는 nuclear transplantation ;NT) 방식을 이용한 체세포 복제는 복제양 돌리를 시작으로 현재까지 소, 쥐, 돼지, 고양이 등의 포유동물의 복제에 성공을 하였습니다. 현재, 복제를 가능케 하는 기술로는 핵이 제거된 난자에 체세포의 핵을 새로 집어 넣고 이 것을 대리모에 이식시켜 발생시키는 방법(NT 방식)과 자체로는 배(embryo)로 발생하지 못하는 4핵상 포배(tetraploid blastoyst)에 배아 줄기세포(embryonic stem cell)를 이식하면 이식된 줄기세포 부분만이 온전한 개체로 발생을 한다는 점을 이용한 tetraploid complementation(TC) 방식이 개발되어 있습니다. NT 방식은 진정한 체세포 복제이고 TC 방법은 생식세포 복제에 가까운 방법입니다. 처음 돌리가 나왔을 때 과학자들 사이에서 논란이 많았습니다. 전분화능(totipotent)을 가지는 생식세포 혹은 초기 배아 줄기세포를 통한 복제라면 몰라도 분화가 완료된 체세포는 전분화능이 없기 때문에 NT를 통해 온전한 개체로 발생시킬 수 없을 것이라고 예상했기 때문입니다. 더구나 한 2년 정도, 다른 그룹 뿐만 아니라 Wilmut 그룹마저도 동일한 실험을 재현하지 못했기 때문에 Wilmut는 '대학원생 실수는 아닐 것으로 생각한다'는 상당히 위축된 내용의 글을 발표하기도 했었습니다. 어쨌든 세월이 흘러 그러한 일들은 다 옛날 얘기가 됐고 드디어는 사실 여부는 확인할 수 없더라도 인간의 복제에 성공했다는 기사가 나왔군요. 전분화능과 관련된 얘기는 전문적인 얘기라서 자세히 쓰기는 힘듭니다만 대충 설명을 해보겠습니다. 다소 엄밀성이 떨어지는 설명이 될지도 모르겠습니다. 발생 초기의 배아 줄기세포가 전분화능을 가지는 것은 genome이 갖고 있는 모든 유전자를 발현시킬 수 있는 상태에 있기 때문입니다. 그러다가 발생이 진행되면 각 세포들이 분화를 하게 됩니다. 간을 만들 세포는 간 줄기세포가 되고, 혈액을 만들 세포는 혈액 줄기세포가 되는 것입니다. 이 때는 각 분화된 세포별로 필요가 없는 유전자 군에 대해서 발현을 억제하는 modification이 일어나게 됩니다. 이러한 modification은 유전자의 염기 서열을 직접 변화시키는 것이 아니라 특정 염기에 methyl group을 붙이거나 특정 유전자 부위의 packing 상태를 변화시킴으로써 유전자의 발현 상태를 변화시키는 것입니다. 안 보는 책 상자에 넣어서 쌓아두는 것과 비슷한 상황인데 이러한 현상을 epigenetic modification(후생유전적 변별화)라고 합니다. 이러한 epigenetic status는 이변이 없는 한 세포 분열을 하여도 계속 유지가 되고 단지 생식 과정(정자, 난자 생성과 수정)을 거치는 동안에만 epigenetic status를 reset하거나 새로 설정할 수 있습니다. 중간 단계의 줄기세포는 더욱 세분화되어 terminally differentiated cell이 되는데 보통의 세포는 대개가 이 상태에 속하게 됩니다. Epigenetic status 역시 좀 더 세분화된 형태로 변화가 될 것입니다. 이러한 과정은 비가역적이기 때문에 간 세포는 아무리 키워봐야 계속 간세포고 뇌세포 역시 뇌세포일 뿐입니다. 최근, 특정 상황 하에서는 이러한 비가역적인 분화를 되돌리거나 변화시킬 수 있다는 몇 가지 실험 결과들이 보고되기는 하였습니다. 결국 체세포 복제가 성공하려면 분화에 따른 epigenetic status를 수정된 정자와 난자의 상태와 동일하도록 지우고 재설정해야만 하는 것입니다. 처음 동물 복제가 성공했다고 했을 때 사람들이 가졌던 의심은 여기서 비롯된 것입니다. 10여년 전이던 당시에 genome의 epigenetic status를 reset했다는 사실이 믿기지 않았던 것이지요. 어쨌든 체세포 복제는 성공을 하였고 epigenetic status의 reset을 가능하게 했던 원동력은 난자의 세포질의 특성에서 기인했을 것으로 추정하고 있습니다. 그리고 핵 공여 세포를 일정 시간 동안 굶긴 후에 작업을 했던 것도 복제 성공의 열쇠였다고 합니다. 글이 길어져서 다음 글에 쓰도록 하겠습니다. |