분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2013-03-18 10:47:18 , Hit : 3132
 충격, 헬라 세포와 일반 세포의 상이성!

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KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-03-18      
          
헬라 세포(HeLa cell)는 바이오 및 세포 관련 연구에서 가장 많이 이용되고 있는 세포로, 기본적인 생물학적 메커니즘에 대한 많은 이해를 제공하고 있는 중요한 세포이다. 1951년 처음 채취된 본 세포의 특징은 영양만 공급되면 무한대로 분열하는 특징을 지닌다. 2013년 3월 12일, 유전자, 게놈, 유전학 저널인 G3(Genes, Genomes and Genetics)지에 게재된 본 논문에서, 유럽분자생물실험실 (European Molecular Biology Laboratory, EMBL) 연구진은 헬라 세포의 유전자 염기 서열을 완전히 분석하는데 성공했다고 발표했다. 본 연구 결과는 헬라 세포가 일반적인 인간 세포와 얼마나 다른지에 대한 심도 깊은 유전학적 자료를 제공하고, 인간 생물학 모델 연구에 헬라 세포가 어떻게 이용될 것인지에 관련한 연구 방법을 향상시킬 것으로 기대된다.

헬라 세포의 염기 서열에 대한 과학자들의 분석 결과는 건강한 유전자 복제를 저해하는 암세포와 관련된 일반적인 요소뿐만 아니라, 염색체의 구조 및 수의 비이상적인 증폭의 원인에 대해 밝히고 있다. 특히, 연구진은 헬라 세포에서 과도하거나 과소한 유전자 복제를 일으키는 각 세포의 잘못된 염색체가 존재하는 무수한 영역을 발견하였다. 이러한 영역이 염색체를 파괴하는 것은 말할 것도 없으며, 본 영역이 모든 종류 암의 2~3%에서 나타나는 최근 밝혀진 현상과도 관련이 있다는 것은 숨길 수 없는 사실이다. 이러한 세포들에 대한 염기 서열을 정확하게 아는 것은 헬라 세포를 이용한 향후 연구 설계에 교두보가 될 것이며, 관련 세포들에서 얻은 생물학적 결론을 보다 강화하는 역할을 할 것으로 기대된다.

“본 연구 결과는 헬라 세포의 자세한 염기 서열을 보여준 최초의 결과이다. 본 연구는 헬라 세포가 일반적인 인간 세포 조직에 비해 유전학적으로 얼마나 복잡한지를 보여준다. 아마도 이러한 복잡성 때문에 지금까지 조직적인 염기 서열 분석이 불가능했던 것 같다”고 본 연구를 수행한 EMBL의 조나단 랜드리(Jonathan Landry)와 파울 파일(Paul Pyl)은 설명했다.

“본 연구의 중요성은 헬라 세포를 이용한 실험 설계 및 분석에 있어서, 헬라 세포의 비정상적인 특성을 밝히고자 하는 것과 이를 통해 인간 생물학적 모델 연구에 헬라 세포를 잠정적으로 이용하고자 하는 것”이라고 본 프로젝트를 이끈 EMBL의 라즈 스테인메츠(Lars Steinmetz)는 말했다.

헬라 세포는 지난 수십 년간 인간 생물학과 질병 연구에 대한 생물학적 모델에 가장 효과적이며 용이하게 사용되어 온 세포이다. 다시 말해, 헬라 세포는 인간 생물학 연구에 있어 ‘업계 표준 (`industry standard)’과 같은 도구로 인식될 정도였다. 헬라 세포를 이용한 연구들은 두 번의 노벨상을 이끌어 냈고, 암, 인간면역결핍바이러스(HIV)/후천성면역결핍증(AIDS), 소아마비 백신 개발 등 다양한 영역에서 많은 성과를 일구어냈다. 그러나 지금까지 헬라 세포의 정확한 유전자 염기 서열은 밝혀지지 않은 상태에서, 현대 분자 유전학 연구들은 헬라 세포를 인간 게놈 프로젝트(Human Genome Project)의 설계 및 분석 참고자료로 이용해 왔다는 문제점이 있다. 즉, 자궁경부암에서 헬라 세포를 채취한 이후, 헬라 세포의 유전자 염기 서열의 복잡성을 제대로 이해하지 못한 채로 지금까지 지난 수십 년간 여러 실험실에서 연구를 진행한 것이다.

본 연구는 인간 생물학 연구의 핵심 도구가 되는 헬라 세포에 대한 고해상도 유전자 염기 서열을 제공한다. 본 연구 결과는 헬라 세포가 일반적인 인간 세포와 얼마나 다른지를 보여주며, 세포 연구에 있어 연구자들이 헬라 세포의 특성을 이해하는 것에 대한 중요성과 인간 생물학에 어떻게 적용해야 할지에 대한 통찰을 제시한다.

1. 출처: ScienceDaily (Mar. 12, 2013)
2. 그림설명: 1951년 헬라 세포가 발견된 이후, 헬라 세포는 다양한 분야의 과학 및 연구에 지대한 영향을 미치고 있다. (제공: EMBL/조나단 랜드리)
3. 참고 문헌: Jonathan Landry, Paul Theodor Pyl, Tobias Rausch, Thomas Zichner, Manu M. Tekkedil, Adrian M. Stutz, Anna Jauch, Raeka S. Aiyar, Gregoire Pau, Nicolas Delhomme, Julien Gagneur, Jan O. Korbel, Wolfgang Huber, Lars M. Steinmetz. The genomic and transcriptomic landscape of a HeLa cell line. G3: Genes, Genomes and Genetics, 2013; DOI: 10.1534/g3.113.005777








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