인공 난자 첫 성공.. 불임-유전병치료 새 길 열려

日연구진, 쥐 체세포 이용해 만들어 멸종위기동물 복원 등에도 활용가능

 

일본 연구진이 동물 몸에 있는 체세포(일반세포)로 난자(생식세포)를 만들어내는 데 성공했다.

올해 2월 중국 난징의과대 연구팀이 쥐의 정자를 인공적으로 만든 적은 있지만 난자를 만들어낸 건 이번이 처음이다.

유전병 치료나 복제동물 생산 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대된다. 난자는 생명연구 분야에서 중요한 연구재료로

쓸 수 있어 과학계의 큰 관심을 받아왔다. 국내에선 황우석 전 서울대 교수팀이 배아줄기세포 연구 중 인간 난자를 공여자의

동의 없이 실험용으로 사용해 윤리문제가 불거진 바 있다.

하야시 가쓰히코(林克彦) 일본 규슈대 교수팀은 쥐의 꼬리세포를 역분화시킨 줄기세포(유도만능줄기세포·iPS)를 난자로

분화시키는 데 성공했다. 이 연구결과는 과학저널 ‘네이처’ 18일자에 실렸다.

하야시 교수팀은 이렇게 얻어낸 난자를 정자와 결합해 정상적인 새끼를 출산시키는 데 성공했고, 그 다음 세대 새끼를 낳는 데도 성공했다.

 

하야시 교수팀은 연구과정에서 일반세포를 생식세포로 만드는 점에서 가장 큰 곤란을 겪었다.

난자와 같은 생식세포는 염색체 수가 일반세포의 절반인데, 실험과정에서 일반세포의 염색체를 딱 절반으로 분리하는 것이 쉽지 않았다.

연구팀은 우선 줄기세포를 난자세포 이전 단계인 ‘원시생식세포’로 만든 다음, 난자를 만들어내는 ‘난소 세포’와 함께 배양했다.

이 결과 원시생식세포가 염색체를 절반으로 줄이는 ‘감수분열’ 과정을 겪으며 비로소 난자 형태로 자라났다.

 

이번 연구결과를 접한 이건수 서울대 생명과학부 교수는 “체세포를 염색체 수가 절반뿐인 생식세포로 분화시키는 일이 어려운 것인데,

그 과제를 해결한 셈”이라고 평가했다. 연구를 이끈 하야시 교수는 본보와의 e메일 인터뷰를 통해 “불임 치료에 사용하거나

멸종위기 동물을 복원하는 데 사용할 수 있을 것”이라며 “이번 연구결과가 멸종위기 동물 복원에 유용하게 활용되길 바란다”고 밝혔다.

 

일본 규슈대와 도쿄대 등 공동연구진이 쥐의 배아줄기세포를 이용해 실험실에서 난자를 만든 뒤 이를 정자와 수정시켜

정상적인 새끼를 출산하는 데 성공했다고 `네이처`(Nature) 온라인판에 발표했다.
동물복제나 난임 연구 등에 쓰는 난자를 동물이나 사람에서 직접 채취하지 않고 실험실에서 만들어 제공할 길이 열릴 전망이다.
연구진은 쥐의 배아줄기세포가 들어있는 배양접시에 12.5일 된 쥐 배아에서 얻은 생식선세포를 섞어 함께 길렀다.

생식선세포는 줄기세포를 난자로 분화시키는 각종 물질을 공급한다.

이는 줄기세포가 난소 안에 들어있는 것과 유사한 환경을 만들어준 것이다. 3주가 지난 뒤 쥐의 배아세포는 난자와 유사하게 변했다.
연구진은 이 세포를 수일간 더 배양해 성숙시키고 이어 수컷 쥐의 정자와 수정해 얻은 수정란을 암컷 쥐의 자궁에 착상시켰다.

이후 이 수정란에서는 배아가 정상적으로 발달했고, 암컷은 건강한 새끼를 낳았다. 이렇게 태어난 새끼도 다른 쥐와 교배해 정상적인 자손을 낳았다.

김정범 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 교수는 "그동안 배아줄기세포를 난자로 분화시키기 위해 여러 성장인자를 처리해왔는데,

이번에는 난자가 자라는 조직의 환경을 모사했다"며 "새로운 방법을 도입한 결과, 자연상태의 난자와 더 유사한 세포를 만들 수 있었다"고 설명했다.

조승우 연세대 생명공학과 교수는 "이번에 체외에서 난자의 전체 주기를 구현했고, 이 난자로 후손까지 만들었다"며

"이전에도 줄기세포로 난자를 만들려는 연구는 계속 시도돼왔지만, 이번에 특히 높은 수준의 결과를 보여줬다"고 말했다.