뉴스 | 두 유전적 아버지를 둔 생쥐가 자손을 낳다—인간 적용과는 여전히 거리가 먼 생식 유전학의 중대한 돌파구
Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS)에 게재된 연구가 큰 관심을 끌었습니다. ‘두 아버지’의 유전 물질을 지닌 생쥐가 생존했을 뿐 아니라 건강한 자손까지 낳은 것은 이번이 처음입니다. 이 성과는 동성 간 유전적 생식으로 나아가는 중요한 단계로 평가되지만, 연구진은 임상 적용까지는 아직 매우 멀다고 강조합니다.
상하이 자오퉁대학교 연구진은 핵을 제거한 난자에 정자 두 개를 주입해 부계 유전 정보만 포함한 배아를 만들었습니다. 정상적인 포유류 발달은 양쪽 부모에게서 받은 유전적 ‘각인’에 의존하기 때문에 이 과정에는 중대한 기술적 장벽이 있었습니다.
핵심 돌파구: 후성유전학적 재프로그래밍으로 ‘각인 장벽’ 극복
연구팀은 후성유전체 편집을 사용해 정자 DNA의 핵심 부위 일곱 곳을 재프로그래밍했고, 그렇지 않으면 발달할 수 없었던 배아가 성장하도록 했습니다. 기존 유전자 편집과 달리 이 방법은 DNA 염기서열을 바꾸지 않고 유전자 ‘스위치’를 조절해 불균형한 부계 유전자 발현을 바로잡습니다.
대리모 생쥐에게 이식한 259개의 배아 중 성체까지 생존한 수컷 생쥐는 2마리뿐으로, 성공률이 극히 낮았습니다. 더 중요한 점은 두 마리 모두 암컷과 교배한 뒤 정상적인 외형과 신체적 특징을 지닌 자손을 낳아 완전한 생식 능력을 보였다는 것입니다.
왜 ‘두 아버지’는 그토록 어려운가?
두 유전적 어머니를 둔 생쥐는 ‘카구야’ 생쥐를 포함해 이미 2004년에 만들어졌습니다. 두 아버지 생식이 더 어려운 이유는 유전체 각인 때문입니다.
정자와 난자가 형성되는 동안 염색체에는 특정 유전자가 활성화되거나 비활성화되는지를 결정하는 서로 다른 화학적 표지가 생깁니다. 모계 또는 부계의 기여가 없으면 이 균형이 깨져 핵심 유전자가 이중으로 억제되거나 이중으로 활성화될 수 있으며, 그 결과 배아 발달이 중단됩니다.
이 연구는 이러한 후성유전학적 표지를 정밀하게 조절해 DNA를 직접 바꾸지 않고 균형을 부분적으로 회복했습니다.
기술적 잠재력과 현실적 한계
이번 결과는 유전체 각인이 포유류 ‘단일 부모 생식’을 가로막는 주요 장벽이며, 이 장벽을 기술적으로 극복할 가능성이 있다는 오랜 가설을 뒷받침합니다.
그러나 전문가들은 현재 이 기술이 인간에게 사용하기에는 아직 거리가 멀다고 지적합니다.
극히 낮은 성공률(2개만, 259개의 배아 중)
많은 난자와 대리모 필요
후성유전학적 조절에 따른 잠재적 표적 외 위험
인간에서는 더 많고 복잡한 부위의 조절이 필요할 수 있음
유니버시티 칼리지 런던 연구진은 이번 연구가 ‘각인이 실제로 주요 장벽임을 입증하고 이를 극복할 수 있음을 보여준다’고 말하면서도, 임상적 적용은 여전히 불가능하다고 강조했습니다.
향후 이 방법이 실현되더라도 이를 통해 태어난 사람은 난자 제공자의 미토콘드리아 DNA를 지니게 되므로, 엄밀히 말하면 ‘세 부모 유전’을 갖게 됩니다.
향후 방향: 기초 기전에서 생식의학으로
임상 적용까지는 아직 멀지만, 이번 연구는 기초과학과 생식의학에 중요한 시사점을 줍니다.
유전체 각인에 대한 심층적 이해
난임 연구를 위한 새로운 모델
후성유전학적 편집의 발전
동성 간 유전적 생식으로 나아가는 이론적 경로
연구진은 추가적인 핵심 부위의 조절을 탐색하고 배아 발달 성공률을 높여 이 접근법을 더욱 평가할 계획입니다.
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상하이 자오퉁대학교 연구진은 핵을 제거한 난자에 정자 두 개를 주입해 부계 유전 정보만 포함한 배아를 만들었습니다. 정상적인 포유류 발달은 양쪽 부모에게서 받은 유전적 ‘각인’에 의존하기 때문에 이 과정에는 중대한 기술적 장벽이 있었습니다.
핵심 돌파구: 후성유전학적 재프로그래밍으로 ‘각인 장벽’ 극복
연구팀은 후성유전체 편집을 사용해 정자 DNA의 핵심 부위 일곱 곳을 재프로그래밍했고, 그렇지 않으면 발달할 수 없었던 배아가 성장하도록 했습니다. 기존 유전자 편집과 달리 이 방법은 DNA 염기서열을 바꾸지 않고 유전자 ‘스위치’를 조절해 불균형한 부계 유전자 발현을 바로잡습니다.
대리모 생쥐에게 이식한 259개의 배아 중 성체까지 생존한 수컷 생쥐는 2마리뿐으로, 성공률이 극히 낮았습니다. 더 중요한 점은 두 마리 모두 암컷과 교배한 뒤 정상적인 외형과 신체적 특징을 지닌 자손을 낳아 완전한 생식 능력을 보였다는 것입니다.
왜 ‘두 아버지’는 그토록 어려운가?
두 유전적 어머니를 둔 생쥐는 ‘카구야’ 생쥐를 포함해 이미 2004년에 만들어졌습니다. 두 아버지 생식이 더 어려운 이유는 유전체 각인 때문입니다.
정자와 난자가 형성되는 동안 염색체에는 특정 유전자가 활성화되거나 비활성화되는지를 결정하는 서로 다른 화학적 표지가 생깁니다. 모계 또는 부계의 기여가 없으면 이 균형이 깨져 핵심 유전자가 이중으로 억제되거나 이중으로 활성화될 수 있으며, 그 결과 배아 발달이 중단됩니다.
이 연구는 이러한 후성유전학적 표지를 정밀하게 조절해 DNA를 직접 바꾸지 않고 균형을 부분적으로 회복했습니다.
기술적 잠재력과 현실적 한계
이번 결과는 유전체 각인이 포유류 ‘단일 부모 생식’을 가로막는 주요 장벽이며, 이 장벽을 기술적으로 극복할 가능성이 있다는 오랜 가설을 뒷받침합니다.
그러나 전문가들은 현재 이 기술이 인간에게 사용하기에는 아직 거리가 멀다고 지적합니다.
극히 낮은 성공률(2개만, 259개의 배아 중)
많은 난자와 대리모 필요
후성유전학적 조절에 따른 잠재적 표적 외 위험
인간에서는 더 많고 복잡한 부위의 조절이 필요할 수 있음
유니버시티 칼리지 런던 연구진은 이번 연구가 ‘각인이 실제로 주요 장벽임을 입증하고 이를 극복할 수 있음을 보여준다’고 말하면서도, 임상적 적용은 여전히 불가능하다고 강조했습니다.
향후 이 방법이 실현되더라도 이를 통해 태어난 사람은 난자 제공자의 미토콘드리아 DNA를 지니게 되므로, 엄밀히 말하면 ‘세 부모 유전’을 갖게 됩니다.
향후 방향: 기초 기전에서 생식의학으로
임상 적용까지는 아직 멀지만, 이번 연구는 기초과학과 생식의학에 중요한 시사점을 줍니다.
유전체 각인에 대한 심층적 이해
난임 연구를 위한 새로운 모델
후성유전학적 편집의 발전
동성 간 유전적 생식으로 나아가는 이론적 경로
연구진은 추가적인 핵심 부위의 조절을 탐색하고 배아 발달 성공률을 높여 이 접근법을 더욱 평가할 계획입니다.
기사 출처:
온라인 수집