뉴스 | P 바디가 세포 운명을 결정한다: University of Colorado 연구팀, 세포 분화의 핵심 기전 규명
줄기세포는 신체를 구성하는 다재다능한 기본 재료이지만, 어떤 세포로 분화할지는 어떻게 알까요? 과학자들은 수십 년에 걸친 줄기세포 연구 끝에 P 바디라는 세포 구조에서 세포 운명을 결정하는 중요한 단서를 찾았습니다.
University of Colorado Boulder와 Baylor College of Medicine의 공동 연구에 따르면 P 바디는 세포 분화를 조절하는 데 중심적인 역할을 합니다. 연구팀은 이 세포 저장 단위를 조작해 기존에는 얻기 매우 어려웠던 세포 유형을 실험실에서 효율적으로 만들어 냈습니다. 여기에는 정자와 난자로 발달하는 생식세포 전구세포와 신체의 모든 세포 유형으로 발달할 수 있는 전능성 세포가 포함되었습니다.
“세포의 연금술과 같다”: 세포 운명을 조절하는 과학
CU Boulder 분자·세포·발달생물학 조교수이자 공동 책임 연구자인 Justin Brumbaugh는 “저는 이를 일종의 세포 연금술이라고 생각합니다. 세포 운명을 조절하는 스위치를 이해하고 제어해 한 세포 유형을 다른 유형으로 바꿀 수 있다면 연구와 응용의 완전히 새로운 세계를 열 수 있습니다. 이번 연구는 그 작업의 토대입니다”라고 말했습니다.
이번 발견은 배아 형성과 질병의 기원에 대한 이해를 넓힐 뿐 아니라 난임 치료, 장기 재생, 약물 시험을 위한 새로운 접근법도 제시할 수 있습니다. Baylor College of Medicine 세포·유전자 치료 센터 조교수이자 공동 책임 연구자인 Bruno Di Stefano는 “생물학이 가장 근본적인 수준에서 어떻게 작동하는지 이해하는 데는 엄청난 가치가 있습니다”라고 말했습니다.
세포의 저장고를 열다
연구진은 P 바디에 초점을 맞춰 서로 다른 발달 단계의 인간, 생쥐, 닭 배아줄기세포 변화를 관찰했습니다. 세포질에 있는 이 작은 RNA와 단백질 덩어리는 거의 모든 척추동물 세포에서 발견됩니다.
CU Boulder 생화학 교수 Roy Parker는 2003에 P 바디를 발견했습니다. 과학자들은 한때 P 바디를 당장 사용하지 않는 RNA를 저장하고 분해하는 단순한 세포 내 잡동사니 서랍으로 여겼습니다. 그러나 이번 연구는 이러한 견해를 뒤집었습니다. P 바디는 정리된 저장 상자에 더 가깝게 작용합니다. 세포 유형마다 서로 다른 RNA 분자를 저장하며, 이 RNA 분자가 방출되면 세포를 다른 운명으로 전환할 수 있습니다.
Brumbaugh는 “우리 연구는 P 바디가 특정 유전자 산물을 일시적으로 격리하고 그 기능을 억제해 세포 정체성의 변화를 조절한다는 것을 보여 줍니다”라고 설명했습니다.
더욱 놀라운 점은 연구진이 P 바디를 교란하고 RNA를 다시 읽히게 하자 세포가 더 유연한 발달 단계로 되돌아갈 수 있었다는 것입니다. 나뭇가지에서 줄기로 거슬러 올라가는 것처럼, 성숙한 분화 세포는 유연성을 되찾아 다시 다른 세포 유형으로 유도될 수 있었습니다.
전능성 세포를 위한 새로운 기회
이 방법으로 연구팀은 성숙한 세포를 원시 생식세포 유사 세포(PGCLCs)와 전능성 유사 세포로 전환했습니다. Brumbaugh는 “전능성 세포는 줄기세포 생물학에서 거의 성배와 같습니다. 실험실에서 이 세포를 안정적으로 얻고 연구하는 것은 오랫동안 매우 어려운 목표였습니다”라고 말했습니다.
이번 획기적 성과는 여러 가능성을 열어 줍니다. 실험실에서 만든 생식세포는 새로운 난임 치료를 뒷받침할 수 있고, 전능성 세포는 손상된 장기나 조직을 재생하는 데 활용될 가능성이 있습니다. 더 중요한 점은 이 기술로 과학자들이 질병의 기원을 추적할 수 있다는 것입니다. 예를 들어 파킨슨병 환자의 신경세포를 가장 초기 발달 단계로 되돌리면 연구진은 질병이 어떻게 시작되는지 직접 관찰할 수 있습니다.
약물 개발자는 이러한 초기 단계 세포를 활용해 더 정밀한 약물 시험 모델을 만들 수도 있습니다.
마이크로RNA의 중요한 역할
이번 연구는 비암호화 RNA, 특히 마이크로RNA가 어떤 RNA 분자가 P 바디에 저장되는지를 결정하는 데 핵심적인 역할을 한다는 사실도 밝혔습니다. 이러한 마이크로RNA를 조절하면 특정 질환을 위한 새로운 치료법 개발에 도움이 될 수 있습니다.
Di Stefano는 “기전을 이해하는 것은 첫 단계일 뿐입니다. 이제 이 과정을 이끄는 요인을 알게 되었으므로 목표를 정해 조절하기 시작할 수 있습니다”라고 말했습니다.
뉴스 | P 바디가 세포 운명을 결정한다: University of Colorado 연구팀, 세포 분화의 핵심 기전 규명
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줄기세포는 신체를 구성하는 다재다능한 기본 재료이지만, 어떤 세포로 분화할지는 어떻게 알까요? 과학자들은 수십 년에 걸친 줄기세포 연구 끝에 P 바디라는 세포 구조에서 세포 운명을 결정하는 중요한 단서를 찾았습니다.
University of Colorado Boulder와 Baylor College of Medicine의 공동 연구에 따르면 P 바디는 세포 분화를 조절하는 데 중심적인 역할을 합니다. 연구팀은 이 세포 저장 단위를 조작해 기존에는 얻기 매우 어려웠던 세포 유형을 실험실에서 효율적으로 만들어 냈습니다. 여기에는 정자와 난자로 발달하는 생식세포 전구세포와 신체의 모든 세포 유형으로 발달할 수 있는 전능성 세포가 포함되었습니다.
“세포의 연금술과 같다”: 세포 운명을 조절하는 과학
CU Boulder 분자·세포·발달생물학 조교수이자 공동 책임 연구자인 Justin Brumbaugh는 “저는 이를 일종의 세포 연금술이라고 생각합니다. 세포 운명을 조절하는 스위치를 이해하고 제어해 한 세포 유형을 다른 유형으로 바꿀 수 있다면 연구와 응용의 완전히 새로운 세계를 열 수 있습니다. 이번 연구는 그 작업의 토대입니다”라고 말했습니다.
이번 발견은 배아 형성과 질병의 기원에 대한 이해를 넓힐 뿐 아니라 난임 치료, 장기 재생, 약물 시험을 위한 새로운 접근법도 제시할 수 있습니다. Baylor College of Medicine 세포·유전자 치료 센터 조교수이자 공동 책임 연구자인 Bruno Di Stefano는 “생물학이 가장 근본적인 수준에서 어떻게 작동하는지 이해하는 데는 엄청난 가치가 있습니다”라고 말했습니다.
세포의 저장고를 열다
연구진은 P 바디에 초점을 맞춰 서로 다른 발달 단계의 인간, 생쥐, 닭 배아줄기세포 변화를 관찰했습니다. 세포질에 있는 이 작은 RNA와 단백질 덩어리는 거의 모든 척추동물 세포에서 발견됩니다.
CU Boulder 생화학 교수 Roy Parker는 2003에 P 바디를 발견했습니다. 과학자들은 한때 P 바디를 당장 사용하지 않는 RNA를 저장하고 분해하는 단순한 세포 내 잡동사니 서랍으로 여겼습니다. 그러나 이번 연구는 이러한 견해를 뒤집었습니다. P 바디는 정리된 저장 상자에 더 가깝게 작용합니다. 세포 유형마다 서로 다른 RNA 분자를 저장하며, 이 RNA 분자가 방출되면 세포를 다른 운명으로 전환할 수 있습니다.
Brumbaugh는 “우리 연구는 P 바디가 특정 유전자 산물을 일시적으로 격리하고 그 기능을 억제해 세포 정체성의 변화를 조절한다는 것을 보여 줍니다”라고 설명했습니다.
더욱 놀라운 점은 연구진이 P 바디를 교란하고 RNA를 다시 읽히게 하자 세포가 더 유연한 발달 단계로 되돌아갈 수 있었다는 것입니다. 나뭇가지에서 줄기로 거슬러 올라가는 것처럼, 성숙한 분화 세포는 유연성을 되찾아 다시 다른 세포 유형으로 유도될 수 있었습니다.
전능성 세포를 위한 새로운 기회
이 방법으로 연구팀은 성숙한 세포를 원시 생식세포 유사 세포(PGCLCs)와 전능성 유사 세포로 전환했습니다. Brumbaugh는 “전능성 세포는 줄기세포 생물학에서 거의 성배와 같습니다. 실험실에서 이 세포를 안정적으로 얻고 연구하는 것은 오랫동안 매우 어려운 목표였습니다”라고 말했습니다.
이번 획기적 성과는 여러 가능성을 열어 줍니다. 실험실에서 만든 생식세포는 새로운 난임 치료를 뒷받침할 수 있고, 전능성 세포는 손상된 장기나 조직을 재생하는 데 활용될 가능성이 있습니다. 더 중요한 점은 이 기술로 과학자들이 질병의 기원을 추적할 수 있다는 것입니다. 예를 들어 파킨슨병 환자의 신경세포를 가장 초기 발달 단계로 되돌리면 연구진은 질병이 어떻게 시작되는지 직접 관찰할 수 있습니다.
약물 개발자는 이러한 초기 단계 세포를 활용해 더 정밀한 약물 시험 모델을 만들 수도 있습니다.
마이크로RNA의 중요한 역할
이번 연구는 비암호화 RNA, 특히 마이크로RNA가 어떤 RNA 분자가 P 바디에 저장되는지를 결정하는 데 핵심적인 역할을 한다는 사실도 밝혔습니다. 이러한 마이크로RNA를 조절하면 특정 질환을 위한 새로운 치료법 개발에 도움이 될 수 있습니다.
Di Stefano는 “기전을 이해하는 것은 첫 단계일 뿐입니다. 이제 이 과정을 이끄는 요인을 알게 되었으므로 목표를 정해 조절하기 시작할 수 있습니다”라고 말했습니다.
출처:
온라인 수집