김진회 교수팀이 마이크로RNA가 생식 세포 발생과 임신 과정에 미치는 영향을 분석해 불임을 포함한 많은 질병을 치료할 가능성을 제시했다.

21세기에 들어서며 한 생물체의 모든 유전자의 위치와 순서가 표기된 유전자 지도가 완성되기 시작했다. 그동안 연구자들은 엄청난 수의 유전자가 있다고 생각했지만, 활성화된 유전자는 2만 개 정도로 밝혀졌는데, 이는 결코 많은 숫자가 아니다. 76억이 넘는 인간과 돼지, 개, 생쥐뿐만 아니라 모든 동물의 각각의 개체를 고작 2만 여 개의 유전자로 설명해야 한다는 것을 의미하기 때문이다. 이에 유전자만 갖고서 모든 생명현상을 설명하기에 부족했고, 많은 새로운 해결책을 모색하는 과정에서 마이크로RNA(이하 miRNA)가 주목을 받기 시작했다.

인간화 돼지는 무엇인가

공식 명칭은 ‘환자맞춤형 장기이식용 질환모델 돼지 개발’이다. 이는 두 측면에서 볼 수 있다. 첫째는 돼지의 장기를 인간에게 사용할 수 있게 하는 것이고, 또 다른 측면은 돼지를 인간처럼 만드는 것이다. 기존의 실험동물인 생쥐는 인간과 크게 달라 임상실험을 하면 맞지 않는 경우가 많다. 그러나 돼지는 생리학적, 해부학적으로 인간과 닮아 돼지를 인간의 형태로 바꾸면 우수한 성공률의 임상실험이 가능해진다. 이는 면역체계가 없는 돼지에게 사람의 세포나 부분적인 장기를 이식해 이루어진다.

과거 생식과정 연구와 차이점은

지금껏 생식의 초기부터 착상 때까지 시험관에서 세포들이 자라는 과정을 유전자적 측면에서 핸들링한 것은 많다. 최근에는 DNA 염기서열 변화 외의 과정으로 세대간 유전을 다루는 후성유전학에서도 이를 많이 다루었다. 그러나 miRNA 측면에서 다룬 것은 하나도 없었다. miRNA가 각 생식세포, 세포분할단계마다 어떻게 관여하며 인간에게 어떤 반응이 생기는지 최초로 체계적인 분석을 했다.

miRNA가 포유류의 생식과정에 작용하는 과정을 요약한 그림/그림제공 김진회 교수팀

miRNA가 뭐길래

1993년 발견된 유전자의 발현을 제어하는 RNA이다. 기존의 mRNA보다 100배 적은 20개의 뉴클레오타이드로 구성됐고, 이는 특히 포유류 전체 유전자의 약 33%를 조절한다. 김진회 교수팀은 특히 생식세포와의 관계에 집중해 설명하고 있다. 기존의 학계에서는 불임, 난임 등을 해결하기 어려웠으나 miRNA를 통해 해결책을 제시해 중요도가 크다.

남성과 여성 모두의 생식과정을 다루었는지

생식과정의 모든 부분을 설명했다. 여성의 경우 사춘기가 지나며 스테로이드 호르몬(성호르몬 분비를 담당)이 안정성을 갖게 되어 1차에서 3차 난포 이후 배란직전 난자까지 발달되는 과정에서, 남성의 경우 정자의 기본이 되는 정조세포에서 감수분열되며 정자가 만들어지는 과정에서 miRNA가 어떤 역할을 하는지 살펴봤다. 이후 난자와 정자의 수정부터 착상, 그 후의 과정까지 생식과정 전반에 걸쳐 모두를 다루고 있다. 환경과 조건에 따라 특정 miRNA의 작용이 과다하거나 억제됨에 따라 미숙/조숙증, 무정자증, 불임 등을 설명할 수 있다.

김진회 교수는?

김진회 교수

우리대학 줄기세포재생공학과 김진회 교수님은 형질전환 복제동물 개발 분야의 세계적 권위자이다. 현재 ‘인간화 돼지’ 연구과제로 한국연구재단 선도연구센터(SRC) 사업에 선정되어 연구를 진행하고 있다. 최근 <포유류 생식에 있어서의 마이크로 RNA의 역할>이라는 ‘바이오로지컬 리뷰’에 논문을 발표했다.

이준열 기자  index545@konkuk.ac.kr

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