[DEBUG-WINDOW 처리영역 보기]
즐겨찾기  |  뉴스레터  |  오늘의 정보 회원가입   로그인
BRIC홈 동향
일루미나
배너광고안내
이전
다음
스폰서배너광고 안내  배너1 배너2 배너3 배너4
브릭이만난사람들
전체보기 Bio통신원 Bio통계 BRIC View BRIC이만난사람들 웹진(BioWave)
목록
조회 5245  인쇄하기 주소복사 트위터 공유 페이스북 공유 
바이오통신원   
[바이오토픽] 중국의 과학자들, 쥐의 정자를 실험실에서 만들었다고 주장
생명과학 양병찬 (2016-02-26)

중국의 과학자들, 쥐의 정자를 실험실에서 만들었다고 주장
© Wikipedia

중국의 과학자들은 2월 25일 『Cell Stem Cell』에 발표한 논문에서, "배양접시에서 마우스의 정자를 만드는 방법을 발견한 다음, 그걸 이용하여 새끼를 얻는 데 성공했다."고 주장했다(참고 1). 만약 그들의 주장이 후속연구를 통해 검증받는다면, 인간의 정자를 실험실에서 만들어 불임치료에 사용하는 길을 열 것으로 보인다. 그러나 일부 과학자들은 이번 보고서를 신뢰하지 않고 있다.

"이번 연구결과는 매우 흥미롭고 중요하다."라고 이스라엘 바이츠만과학연구소의 제이콥 헤나 박사(줄기세포과학자)는 말했다. 그러나 일본 교토대학교의 시노하라 타카하시 박사(생식생물학)는 이번 연구결구를 의심하는 과학자들 중의 한 명이다. 그에 의하면, "과학자들은 종전에도 여러 차례 '정자를 실험실에서 만들 수 있다'는 연구결과를 재현하느라 기를 썼지만, 성공하지 못했었다."고 한다.

2011년 교토 대학교의 사이토 미티노리 박사(분자생물학)가 이끄는 연구진은 "배양접시에서 정자의 첫 번째 발달단계를 재현하는 데 성공했다."고 보고했다(참고 2). 그들은 마우스의 배아줄기세포를 조작하여 원시생식세포(PGCs: primordial germ cells)와 유사한 세포로 만들었는데, PGCs는 정자는 물론 난자에게도 중요한 발달단계로 알려져 있다.

사이토 박사가 이끄는 연구진은 뒤이어 인공 PGCs를 마우스에게 이식하는 실험을 했는데, 고환에 이식하니 정자로, 난소에 이식하니 난자로 성숙했다고 한다. 이제 중국 광저우 남방의과대학교의 자오 샤오양 박사(발생생물학)와 베이징 동물학연구소의 조우 치 박사(줄기세포생물학, 클론 전문가)는 난징 의과대학의 연구자들과 함께, "사이토 박사의 연구보다 여러 단계 진전된 성과를 거뒀다."고 주장했다.

1. 정자를 만드는 레시피

중국의 연구진은 맨 처음 PGCs를 만든 다음, 거기에 갓 태어난 마우스의 고환조직에서 추출한 세포들과 그밖의 생물학적 분자들을 추가했다. 그러자 14일 후 정자세포(spermatid) 비슷한 세포가 발생했다고 한다(http://www.cell.com/cms/attachment/2048412069/2058347327/gr1.jpg). 정자세포란 성숙한 정자는 아니다. 왜냐하면 기다란 형태가 아니라 동그란 형태를 지니고 있으며, 수영을 할 수 없기 때문이다. 그러나 정자세포는 단 하나의 염색체 세트를 갖고 있어, PGCs와는 달리 감수분열(meiosis) 단계를 통과했다는 것을 시사한다. 감수분열은 세포의 염색체쌍이 둘로 나뉘는 것으로, 정자발생 과정에서 핵심적인 단계라고 할 수 있다.

연구진은 정자세포를 마우스의 난자에 직접 주입하여 새끼를 얻었는데, 연구진에 의하면 생후 15개월 현재 건강해 보인다고 한다. 게다가 이 마우스들은 다음 세대 마우스를 출생할 수 있었다고 한다.

"PGCs에서 생성된 정자세포를 난자에 주입하여 생존가능한 동물을 만들었다는 것은, 매우 중요한 사실이다."라고 미국 카네기 과학연구소의 앨런 스프라들링 박사는 말했다. "그러나 이번 연구에서 태어난 마우스들은 아직 결함이나 문제를 갖고 있을 것이며, 그 문제는 나중에도 잘 드러나지 않을 것으로 보인다."라고 그는 덧붙였다.

영국 케임브리지 대학교의 아짐 수라니 박사(발생생물학)의 의견도 스트라들링 박사와 비슷하다. "이번 연구결과는 고무적이다. 그러나 인공 정자세포가 천연 정자세포와 100% 동일하게 거동하는지를 확인하기는 어렵다."라고 그는 말했다.

2. 가속페달

다른 과학자들은 주로 속도위반, 즉 '정자세포에 이르는 과정의 타이밍'과 관련하여 구체적인 의문을 제기하고 있다. 예컨대 조우와 자오는 유전적 분석에 근거하여, "우리가 만든 인공 PGCs는 12.5일째 된 마우스 세포와 유사하다."고 보고했다. 그러나 사이토를 비롯한 과학자들은 "인공 PGCs는 9.5일째 된 마우스 세포에 더욱 가깝다."고 비판했다.

과학자들이 '속도위반'으로 지적하는 발달단계는 또 있다. 예컨대 실제 마우스의 경우, PGC가 정자세포가 되려면 최소한 4주가 필요하다. 그러나 중국의 연구진은 "인공 PGC와 정자세포 사이의 간격은 14일이었다."라고 보고했다.

"우리는 이번 연구결과의 시사점을 매우 신중하게 받아들여야 한다."라고 사이토 박사는 말했다. 시노하라 박사는 "중국 연구진의 시나리오는 현실적으로 불가능하다."라고 말했으며, 요코하마 대학교의 오가와 타케히코 박사(생식생물학)는 "이번 연구결과는 너무 놀라워, 아직 믿을 수가 없다."라고 말했다. 오가와 박사는 이번 연구를 재현하는 실험을 계획하고 있다.

그러나 조우 박사는 강한 자신감을 표시하며, "우리의 프로토콜은 다른 연구실에서 얼마든지 반복될 수 있으며, 인공정자와 실제 마우스 사이에는 으레 차이가 있는 법이다."라고 말했다. 그러면서 "우리의 연구에서 속도위반이 발생한 것은 아마도 (PGC가 일반적으로 겪는) 정지상태(arrested state)를 건너뛰었기 때문인 것으로 보인다."라고 해명했다. 그러나 사이토 박사는 "PGC가 적절하게 발달하려면 정지상태를 반드시 경과해야 한다. 이번 연구에서처럼 가속페달을 밟을 경우, 정자세포는 정상이 될 수 없다."라고 반박했다.

3. 마우스에게서 인간으로?

"우리의 다음 목표는 동일한 개념을 인간의 정자에 적용하는 것이다."라고 자오 박사는 말했다. 지금으로부터 1년 전, 헤나와 수라니 박사는 "재프로그램된 피부세포에서 인간 PGCs를 만들었다."고 보고했다(http://www.nature.com/news/rudimentary-egg-and-sperm-cells-made-from-stem-cells-1.16636). 그러나 윤리적인 이유 때문에, 그들은 그 방법을 인간에게 도입하려고 시도하지 않았다(참고 3).

그러나 자오는 이미 선(線)을 넘은 것 같다. "우리는 이미 환자에게서 채취한 고환조직을 이용하여, 인간의 PGCs를 실험실에서 성숙시키려고 노력하고 있다."고 그는 말했다. 그러나 헤나는 "인간의 고환조직을 구하기는 어렵다."고 말하며, 마우스, 돼지, 원숭이의 고환조직에서 채취한 세포를 이용하여 동일한 연구를 수행해 왔다.

"마우스와 인간의 정자가 발달하는 방법에는 중요한 차이가 있다. 그러므로 사람들의 희망과는 달리, 마우스에서 인간으로 넘어가는 것은 그리 간단치 않다."라고 하버드 의과대학의 장 이 박사(유전학)는 말했다.

※ 참고문헌
1. Zhou, Q. et al., "Complete Meiosis from Embryonic Stem Cell-Derived Germ Cells In Vitro", Cell Stem Cell 18, 1–11 (2016).
2. Hayashi, K., Ohta, H., Kurimoto, K., Aramaki, S. & Saitou, M., "Reconstitution of the mouse germ cell specification pathway in culture by pluripotent stem cells", Cell 146, 519–532 (2011).
3. Irie, N. et al., "SOX17 is a critical specifier of human primordial germ cell fate", Cell 160, 253–268 (2015).

※ 출처: Nature http://www.nature.com/news/researchers-claim-to-have-made-artificial-mouse-sperm-in-a-dish-1.19453

  추천 3
  
인쇄하기 주소복사 트위터 공유 페이스북 공유 
  
양병찬 (약사, 번역가)
서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리포터로...
다른 연재기사 보기 전체보기 >
[바이오토픽] 장내미생물 바꾸는 식이보충제의 중요성: "굶주린 어린이들을 배불리 먹이는 게 능사가 아니다."
굶주리는 어린이를 살리기 위해, 구호단체들은 오랫동안 하나의 명백한 치료법을 사용해 왔다. 그것은 '배불리 먹이는 것'이었다. 그러나 "굶주린 어린이들에게 장내미생물을 공급하는 것...
[바이오토픽] 최고(最古)의 호모 사피엔스 화석 → 현생인류와 네안데르탈인의 놀라운 행적 드러나
과학자들은 가장 오래된 호모 사피엔스의 DNA를 시퀀싱하여, 유럽 최초의 현생인류 중 상당수가 네안데르탈인을 자신의 족보에 입적시켰음을 확인했다. 그러나 그들은 후세의 유럽인들과...
[바이오토픽] <2편> 마침내 밝혀진 스트레스와 탈모의 관련성: 「만성 스트레스 → 모낭줄기세포 기능 저하」
모발은 모낭줄기세포(HFSC)에서 나오는데, HFSC는 모발성장이 휴지기(telogen)에 있는 동안 모낭(hair follicle)의 팽대부(bulge)와 배영역(germ reg...
본 기사는 네티즌에 의해 작성되었거나 기관에서 작성된 보도자료로, BRIC의 입장이 아님을 밝힙니다. 또한 내용 중 개인에게 중요하다고 생각되는 부분은 사실확인을 꼭 하시기 바랍니다. [기사 오류 신고하기]
 
  댓글 0 댓글작성: 회원 + SNS 연동  
첫 댓글을 달아주세요.
 
위로가기
동향 홈  |  동향FAQ  |  동향 문의 및 제안
 |  BRIC소개  |  이용안내  |  이용약관  |  개인정보처리방침  |  이메일무단수집거부
Copyright © BRIC. All rights reserved.  |  문의 member@ibric.org
트위터 트위터    페이스북 페이스북   유튜브 유튜브    RSS서비스 RSS
머크 광고