분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2009-07-13 10:47:56 , Hit : 5045
 배아줄기 세포를 유지시키는 핵심적인 유전자


KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-07-11

배아줄기세포 (embryonic stem cell, ES cell)에 관한 새로운 연구에서 다른 포유류의 ES세포에 비해 쥐 ES세포를 실험실에서 유지시키기 쉬운 이유가 밝혀졌다. 이번에 쥐에서 밝혀진 것이 다른 동물에도 적용될 수 있다면, 관련된 연구 자들은 완전히 새로운 획기적인 도구를 갖게 되는 셈이라고 Steven McKnight 박사는 말한다. 이 연구 결과는 학술지 Science Express 7월 9일자 호에 실렸다.

연구결과에 따르면, 쥐ES세포에서 TDH로 불리는 유전자 활성화로 인해서 세포가 고유한 대사 상태에 이르게 되는데, 이는 세균 세포가 빠르게 증식하는 상태와 유사하다. 이 유전자는 쥐ES세포에서 트레오닌 탈수효소 (threonine dehydrogenase, TDH)의 생성을 통제한다. 이 효소는 트레오닌이라는 아미노산을 두 개의 물질로 분해하는데, 이중에 하나는 일탄소 대사 (one carbon metabolism)로 불리는 세포과정을 통제하며, 다른 하나는 ES세포에 필수적인 대사 연료를 공급한다.
트레오닌 분해 산물 두 가지 모두는 ES세포가 페드리 접시에서 특정 조직으로 분화하지 않고 빠르게 생장하고 분열하는 상태로 유지되는데 있어 필수적이라는 것이 이번에 밝혀진 것이다.

현재, 실험실에서 쥐ES 세포가 살아있는 상태로 유지하는데 이용되는 다양한 성분들은 다양한 조합 시도로 발견된 것이라고 McKnight는 말한다. 그러나 지금까지는 이들 배양조건이 TDH 유전자가 활성화가 지속되는 상태로 들어가는 데 필수적이라는 사실은 모르는 상태였으며, 아직도 이 유전자가 정확히 어떻게 조절되는 지는 모른다는 것이다.

다른 포유류 종들에도 기능적인 TDH 유전자가 있는데, 이는 이들에서도 비슷하게 적용될 수 있는 가능성이 있다는 의미이다. 그래서 쥐 ES 배양 배지가 모든 종에서도 적용될 수 있을 것이라 생각할 수 있지만, 그렇지는 않다. 다른 종들을 대상으로 ES 세포를 유지할 수 있는 조성의 배지를 얻으려는 시도가 20여 년간 있어왔으나 거의 모두 성공하지 못하고 있다고 McKnight 박사는 말한다.

흥미롭게도, 사람도 한 유형의 TDH 유전자가 있는데, 그 유전자에 세 개의 불활성화 돌연변이가 있다. 그리고 쥐 ES 세포처럼 TDH 효소를 생성하지 않는다. 그래서 사람의 ES 세포는 쥐와는 또 다른 고유한 대사적 상태로 존재할 가능성이 있다는 것이다. 실험실에서 사람 ES세포는 천천히 생장하며 유지하기가 어려운데, 이것이 연구 진척에 커다란 걸림돌로 작용한다고 한다. 그렇다면, 사람의 TDH 유전자의 돌연변이 상태를 수선시키면, 더 빨리 생장시킬 수 있을 것인가?








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