크릭 연구소 연구진이 수컷 생쥐에서 정자 발달을 조절하고 생식능력에 영향을 미치는 Y염색체 유전자를 밝혀냈습니다. 이번 연구는 일부 남성의 정자 수가 적어 불임으로 이어지는 이유를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.
남성은 일반적으로 X염색체 하나와 Y염색체 하나를 가지며, 여성은 X염색체 두 개를 가집니다. Y염색체가 남성 생식능력에 필수적이라는 사실은 알려져 있지만, 관련된 구체적인 유전자와 기전은 아직 충분히 밝혀지지 않았습니다.
오늘 사이언스에 발표된 연구에서 크릭 연구진은 생식능력에서 각 유전자의 역할을 조사하기 위해 서로 다른 Y염색체 유전자가 결핍된 13가지 생쥐 모델을 만들었습니다.
연구진은 새끼 수, 정자 수, 정자 형태와 운동성을 포함해 성체 생쥐의 생식능력을 평가했습니다. 여러 Y염색체 유전자가 생식에 필수적인 것으로 나타났습니다. 이 유전자들이 없으면 정자 수 감소, 정자원줄기세포 저장량 고갈 또는 비정상적인 정자 형태와 운동성 때문에 생쥐는 번식할 수 없었습니다.
놀랍게도 일부 개별 유전자의 소실은 생식능력에 영향을 미치지 않았지만, 여러 유전자가 함께 소실되면 정자 이상이 발생했습니다. 이는 인간의 AZFa 영역에 해당하는 세 유전자에서 확인되었습니다. AZFa 결실은 가장 심각한 형태의 남성 불임을 일으키는 흔한 원인이지만, 이 영역에서 어떤 유전자가 원인인지 확인하기는 어려웠습니다.
이번 결과는 여러 Y염색체 유전자가 남성 생식능력에서 함께 작용하며, 한 유전자가 소실될 때 서로 보완할 수 있음을 보여줍니다. 따라서 일부 불임 사례는 여러 유전자가 동시에 소실되어 발생할 수 있습니다.
일부 Y염색체 연관 유전자는 정자 생성 외에도 심장과 뇌 같은 기관에서 기능하며 매우 중요할 수 있습니다. 일부 남성은 세포분열 오류로 인해 나이가 들면서 혈액세포에서 Y염색체를 잃기도 하며, 이러한 소실은 알츠하이머병과 암을 비롯한 질환과 관련이 있습니다. 이에 연구팀은 Y염색체 연관 유전자가 결핍된 생쥐의 다른 기관에서 나타나는 변화도 연구하고 있습니다.
첫 저자인 크릭 연구소 박사후 연구원 제레미 수브리니는 다음과 같이 말했습니다. "우리 연구는 예상보다 많은 Y염색체 유전자가 생쥐의 생식능력에 필수적임을 보여줍니다. 일부 유전자는 없어서는 안 되지만, 다른 유전자들은 누적 효과를 나타냅니다. Y염색체는 오랫동안 성인에게 불필요한 것으로 오해받았고, 사라질 것이라는 주장까지 제기되었습니다. 이제 이 가설이 틀렸다고 자신 있게 말할 수 있습니다."
크릭 연구소 성염색체 생물학 연구실 책임자인 수석 저자 제임스 터너 교수는 다음과 같이 덧붙였습니다. "불임은 심각한 문제로, 전 세계적으로 약 여섯 쌍 중 한 쌍이 임신에 어려움을 겪습니다. 많은 경우 유전적 요인, 특히 Y염색체 문제가 불임을 일으킵니다. 염기서열 분석과 Y염색체 연구가 기술적으로 어려웠던 것도 한 가지 이유로, 세부적인 원인은 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다."
"이제 Y염색체 유전자의 역할을 밝혀냈으므로, 다음 단계는 더 많은 사람의 Y염색체 염기서열을 분석해 남성 불임의 잠재적 원인을 찾는 것입니다. 추가 연구가 진행되면 불임 부부가 체외수정(IVF)을 통해 임신하도록 돕고, 결핍된 Y염색체 연관 유전자의 기능을 보완할 수도 있을 것입니다."
뉴스 | 크릭 연구소, Y염색체 유전자와 정자 발달의 연관성 밝혀
뉴스 | 크릭 연구소, Y염색체 유전자와 정자 발달의 연관성 밝혀
크릭 연구소 연구진이 수컷 생쥐에서 정자 발달을 조절하고 생식능력에 영향을 미치는 Y염색체 유전자를 밝혀냈습니다. 이번 연구는 일부 남성의 정자 수가 적어 불임으로 이어지는 이유를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.
남성은 일반적으로 X염색체 하나와 Y염색체 하나를 가지며, 여성은 X염색체 두 개를 가집니다. Y염색체가 남성 생식능력에 필수적이라는 사실은 알려져 있지만, 관련된 구체적인 유전자와 기전은 아직 충분히 밝혀지지 않았습니다.
오늘 사이언스에 발표된 연구에서 크릭 연구진은 생식능력에서 각 유전자의 역할을 조사하기 위해 서로 다른 Y염색체 유전자가 결핍된 13가지 생쥐 모델을 만들었습니다.
연구진은 새끼 수, 정자 수, 정자 형태와 운동성을 포함해 성체 생쥐의 생식능력을 평가했습니다. 여러 Y염색체 유전자가 생식에 필수적인 것으로 나타났습니다. 이 유전자들이 없으면 정자 수 감소, 정자원줄기세포 저장량 고갈 또는 비정상적인 정자 형태와 운동성 때문에 생쥐는 번식할 수 없었습니다.
놀랍게도 일부 개별 유전자의 소실은 생식능력에 영향을 미치지 않았지만, 여러 유전자가 함께 소실되면 정자 이상이 발생했습니다. 이는 인간의 AZFa 영역에 해당하는 세 유전자에서 확인되었습니다. AZFa 결실은 가장 심각한 형태의 남성 불임을 일으키는 흔한 원인이지만, 이 영역에서 어떤 유전자가 원인인지 확인하기는 어려웠습니다.
이번 결과는 여러 Y염색체 유전자가 남성 생식능력에서 함께 작용하며, 한 유전자가 소실될 때 서로 보완할 수 있음을 보여줍니다. 따라서 일부 불임 사례는 여러 유전자가 동시에 소실되어 발생할 수 있습니다.
일부 Y염색체 연관 유전자는 정자 생성 외에도 심장과 뇌 같은 기관에서 기능하며 매우 중요할 수 있습니다. 일부 남성은 세포분열 오류로 인해 나이가 들면서 혈액세포에서 Y염색체를 잃기도 하며, 이러한 소실은 알츠하이머병과 암을 비롯한 질환과 관련이 있습니다. 이에 연구팀은 Y염색체 연관 유전자가 결핍된 생쥐의 다른 기관에서 나타나는 변화도 연구하고 있습니다.
첫 저자인 크릭 연구소 박사후 연구원 제레미 수브리니는 다음과 같이 말했습니다. "우리 연구는 예상보다 많은 Y염색체 유전자가 생쥐의 생식능력에 필수적임을 보여줍니다. 일부 유전자는 없어서는 안 되지만, 다른 유전자들은 누적 효과를 나타냅니다. Y염색체는 오랫동안 성인에게 불필요한 것으로 오해받았고, 사라질 것이라는 주장까지 제기되었습니다. 이제 이 가설이 틀렸다고 자신 있게 말할 수 있습니다."
크릭 연구소 성염색체 생물학 연구실 책임자인 수석 저자 제임스 터너 교수는 다음과 같이 덧붙였습니다. "불임은 심각한 문제로, 전 세계적으로 약 여섯 쌍 중 한 쌍이 임신에 어려움을 겪습니다. 많은 경우 유전적 요인, 특히 Y염색체 문제가 불임을 일으킵니다. 염기서열 분석과 Y염색체 연구가 기술적으로 어려웠던 것도 한 가지 이유로, 세부적인 원인은 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다."
"이제 Y염색체 유전자의 역할을 밝혀냈으므로, 다음 단계는 더 많은 사람의 Y염색체 염기서열을 분석해 남성 불임의 잠재적 원인을 찾는 것입니다. 추가 연구가 진행되면 불임 부부가 체외수정(IVF)을 통해 임신하도록 돕고, 결핍된 Y염색체 연관 유전자의 기능을 보완할 수도 있을 것입니다."
출처:
온라인 수집 자료