뉴스 | 하와이 대학교 연구 결과: 핵심 Y 염색체 유전자 결실이 수컷 쥐의 불임을 유발하고 수백 개 유전자의 발현에 영향
새로운 연구에서 하와이 대학교 마노아 캠퍼스 존 A. 번스 의과대학(JABSOM) 연구진은 Y 염색체의 핵심 유전자 하나가 결실되면 수컷 쥐가 완전히 불임이 될 뿐 아니라 수백 개의 중요 유전자 발현에도 이상이 생긴다는 사실을 발견했습니다.
이번 연구는 해부학·생화학·생리학과와 야나기마치 생명발생연구소(YIBR)의 모니카 워드 교수가 이끌었습니다. 연구팀은 Y 염색체에 암호화된 아연 집게 Y-연관 유전자 Zfy에 주목했습니다. 이 유전자는 사람과 쥐 모두에게 존재하며 남성 생식을 조절하는 중요한 인자로 여겨집니다. 쥐의 Zfy는 Zfy1와 Zfy2, 두 개의 사본으로 존재합니다.
연구진은 CRISPR-Cas9 기술을 이용해 Zfy1만 결실된 모델, Zfy2만 결실된 모델, 두 유전자가 모두 결실된 모델(Zfy DKO, 즉 Zfy 이중 녹아웃)을 차례로 제작했습니다. 그 결과 Zfy DKO 수컷 쥐는 완전히 불임이었고 정자 이상이 심했으며, 가장 심한 경우 정자를 전혀 생성하지 못했습니다. 이 연구는 학술지 Biology of Reproduction에 2022년 처음 발표됐습니다.
연구팀은 Zfy 결실의 분자 기전을 더 자세히 조사하기 위해 YIBR 설립자인 야나기마치 류조가 개척한 보조생식술인 세포질 내 정자 주입술(ICSI)과 원형 정자세포 주입술(ROSI)을 활용해 불임인 Zfy DKO 수컷 쥐를 추가로 만드는 데 성공했습니다. 최근 연구 결과는 2025/8/27에 국제 학술지 Cell Death and Differentiation에 게재됐습니다.
연구에 따르면 Zfy 유전자가 없을 때 쥐의 수백 개 유전자 발현이 조절되지 않아 일부는 과활성화되고 다른 일부는 억제됐습니다. 여기에는 정자 형성, DNA 포장과 구조, 세포자멸사를 조절하는 핵심 유전자가 포함됩니다. 또한 고환의 정자 전구세포가 조기에 세포자멸사를 겪었으며, 간혹 정자가 생성되더라도 DNA 구조가 제대로 응축되지 않아 손상에 매우 취약했습니다.
워드 박사는 “이번 연구로 Zfy 유전자의 기능에 대한 이해가 크게 진전됐습니다. Zfy의 영향을 받는 신호전달 경로와 관련 유전자를 확인했으며, 앞으로 Zfy가 이러한 핵심 과정을 어떻게 조절하는지 더 연구할 것입니다”라고 말했습니다.
워드 박사는 이번 연구가 하와이 대학교 학부생과 대학원생이 과학 연구에서 맡는 핵심 역할도 잘 보여준다고 강조했습니다. 실험 작업의 대부분을 수행한 논문 제일저자 헤이든 홀름룬드는 최근 발달·생식생물학(DRB) 대학원 과정에서 박사학위를 받고 현재 캘리포니아에서 박사후연구를 시작했습니다. 일부 실험은 학부 INBRE 프로그램 학생이었던 베나지르 야르바바예바가 수행했으며, 현재 그는 DRB 석사과정에 진학해 Zfy DKO 정자의 기전을 계속 연구하고 있습니다.
워드 박사는 “이번 연구는 생식·발달생물학 분야의 국제 협력을 촉진한다는 YIBR의 핵심 사명도 보여줍니다”라고 덧붙이며, 프랑스와 영국 연구진의 지원도 받았다고 밝혔습니다.
이번 연구는 남성 생식력을 조절하는 기전을 이해하는 데 중요한 진전이며, 정자 형성 과정에서 Zfy가 담당하는 조절 역할을 밝힐 향후 연구의 기반을 제공합니다. 쥐 모델을 이용한 기초 연구에서 얻은 지식은 남성 난임의 기전 기반 관리에 중요할 뿐 아니라 잠재적 치료 전략을 위한 중개연구에도 새로운 방향을 제시합니다.
뉴스 | 하와이대학교 연구: 핵심 Y염색체 유전자 소실이 수컷 생쥐의 불임을 일으키고 수백 개 유전자의 발현에 영향을 미쳐
뉴스 | 하와이 대학교 연구 결과: 핵심 Y 염색체 유전자 결실이 수컷 쥐의 불임을 유발하고 수백 개 유전자의 발현에 영향
새로운 연구에서 하와이 대학교 마노아 캠퍼스 존 A. 번스 의과대학(JABSOM) 연구진은 Y 염색체의 핵심 유전자 하나가 결실되면 수컷 쥐가 완전히 불임이 될 뿐 아니라 수백 개의 중요 유전자 발현에도 이상이 생긴다는 사실을 발견했습니다.
이번 연구는 해부학·생화학·생리학과와 야나기마치 생명발생연구소(YIBR)의 모니카 워드 교수가 이끌었습니다. 연구팀은 Y 염색체에 암호화된 아연 집게 Y-연관 유전자 Zfy에 주목했습니다. 이 유전자는 사람과 쥐 모두에게 존재하며 남성 생식을 조절하는 중요한 인자로 여겨집니다. 쥐의 Zfy는 Zfy1와 Zfy2, 두 개의 사본으로 존재합니다.
연구진은 CRISPR-Cas9 기술을 이용해 Zfy1만 결실된 모델, Zfy2만 결실된 모델, 두 유전자가 모두 결실된 모델(Zfy DKO, 즉 Zfy 이중 녹아웃)을 차례로 제작했습니다. 그 결과 Zfy DKO 수컷 쥐는 완전히 불임이었고 정자 이상이 심했으며, 가장 심한 경우 정자를 전혀 생성하지 못했습니다. 이 연구는 학술지 Biology of Reproduction에 2022년 처음 발표됐습니다.
연구팀은 Zfy 결실의 분자 기전을 더 자세히 조사하기 위해 YIBR 설립자인 야나기마치 류조가 개척한 보조생식술인 세포질 내 정자 주입술(ICSI)과 원형 정자세포 주입술(ROSI)을 활용해 불임인 Zfy DKO 수컷 쥐를 추가로 만드는 데 성공했습니다. 최근 연구 결과는 2025/8/27에 국제 학술지 Cell Death and Differentiation에 게재됐습니다.
연구에 따르면 Zfy 유전자가 없을 때 쥐의 수백 개 유전자 발현이 조절되지 않아 일부는 과활성화되고 다른 일부는 억제됐습니다. 여기에는 정자 형성, DNA 포장과 구조, 세포자멸사를 조절하는 핵심 유전자가 포함됩니다. 또한 고환의 정자 전구세포가 조기에 세포자멸사를 겪었으며, 간혹 정자가 생성되더라도 DNA 구조가 제대로 응축되지 않아 손상에 매우 취약했습니다.
워드 박사는 “이번 연구로 Zfy 유전자의 기능에 대한 이해가 크게 진전됐습니다. Zfy의 영향을 받는 신호전달 경로와 관련 유전자를 확인했으며, 앞으로 Zfy가 이러한 핵심 과정을 어떻게 조절하는지 더 연구할 것입니다”라고 말했습니다.
워드 박사는 이번 연구가 하와이 대학교 학부생과 대학원생이 과학 연구에서 맡는 핵심 역할도 잘 보여준다고 강조했습니다. 실험 작업의 대부분을 수행한 논문 제일저자 헤이든 홀름룬드는 최근 발달·생식생물학(DRB) 대학원 과정에서 박사학위를 받고 현재 캘리포니아에서 박사후연구를 시작했습니다. 일부 실험은 학부 INBRE 프로그램 학생이었던 베나지르 야르바바예바가 수행했으며, 현재 그는 DRB 석사과정에 진학해 Zfy DKO 정자의 기전을 계속 연구하고 있습니다.
워드 박사는 “이번 연구는 생식·발달생물학 분야의 국제 협력을 촉진한다는 YIBR의 핵심 사명도 보여줍니다”라고 덧붙이며, 프랑스와 영국 연구진의 지원도 받았다고 밝혔습니다.
이번 연구는 남성 생식력을 조절하는 기전을 이해하는 데 중요한 진전이며, 정자 형성 과정에서 Zfy가 담당하는 조절 역할을 밝힐 향후 연구의 기반을 제공합니다. 쥐 모델을 이용한 기초 연구에서 얻은 지식은 남성 난임의 기전 기반 관리에 중요할 뿐 아니라 잠재적 치료 전략을 위한 중개연구에도 새로운 방향을 제시합니다.
기사 출처:
인터넷 자료 종합