최근 연구에 따르면, 수정 후 하루 된 초기 인간 배아는 겉보기에는 동일한 두 세포로 이루어져 있지만 실제로는 한 세포가 신체의 기관과 조직 형성에 더 많이 기여합니다. 이 발견은 체외수정(IVF) 시술의 성공률을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.
이 연구는 학술지 Cell에 게재되었으며, 수정란의 첫 번째 분열로 이후 세포들이 서로 다른 운명을 향하게 되어 복잡한 태아로 발달하는 토대가 마련된다는 사실을 밝혔습니다. 뉴욕시에 있는 록펠러대학교의 발생생물학자 Ali Brivanlou는 이 연구를 "큰 진전"이라고 평가하며, 연구가 진전될수록 임상적 중요성이 더욱 분명해질 것이라고 말했습니다.
비대칭의 기원
오랫동안 연구자들은 포유류 수정란이 16개보다 적은 세포로 이루어져 있을 때는 모든 세포가 동일하며, 발달 후기에 이르러서야 분화하기 시작한다고 믿었습니다. 실제로 수정란은 몇 차례 세포 분열을 거친 뒤 두 개의 서로 다른 배아로 나뉘어 일란성 쌍둥이를 형성할 수도 있습니다.
그러나 2001년, 캘리포니아 공과대학교의 발생생물학자 Magdalena Zernicka-Goetz는 논문에서 생쥐 배아의 첫 두 세포가 실제로는 서로 다르다고 지적했습니다. 한 세포는 주로 태아를 형성하고, 다른 세포의 후손은 주로 난황낭을 형성합니다.
장기 연구
Zernicka-Goetz는 같은 현상이 인간에게도 나타나는지 오랫동안 궁금해했습니다. 연구팀은 IVF 클리닉에서 첫 번째 분열을 아직 완료하지 않은 수정란 54개를 확보했습니다. 연구자들은 이 수정란이 실험실에서 분열하도록 한 뒤 배아 모세포 중 하나에 형광 단백질을 표지해 각 세포의 후손이 발달하는 과정을 추적했습니다.
배양 나흘에서 닷새 후, 이 배아들은 서로 다른 구조를 형성하기 시작했습니다. 분석 결과, 태아를 형성하는 구조의 세포 대부분은 더 빠르게 분열한 배아 모세포에서 유래했으며, 더 느리게 분열한 세포의 후손은 주로 난황낭으로 변했습니다.
Brivanlou는 이처럼 큰 비대칭성에 놀랐지만, 인체가 궁극적으로 매우 복잡해진다는 점에서 논리적인 현상이라고 보았습니다. 그는 "깊이 파고들수록 생명은 연속적인 대칭성의 붕괴로 이루어져 있음을 깨닫게 됩니다"라고 말했습니다.
비대칭적 발달의 원인
이 비대칭성을 유발하는 원인은 아직 명확하지 않습니다. 생쥐에서는 정자가 난자에 들어가는 위치가 난자의 분열 방식에 영향을 미치며, Zernicka-Goetz는 난자 내 염색체 구조와 같은 다른 요인도 이러한 균형에 영향을 줄 수 있다고 생각합니다.
어떤 세포가 태아를 형성할 가능성이 더 높은지 이해하면 IVF 클리닉에서 성공적인 임신으로 이어질 가능성이 가장 높은 배아를 찾도록 배아를 더 효과적으로 선별할 수 있습니다. 그녀는 "이 시기의 취약성을 이해할 수 있다면 일부 유산을 예방할 수 있을 것입니다"라고 말했습니다. 이 초기 비대칭성이 이후 인간의 신체에 어떤 영향을 미치는지 예측하기는 어렵지만, 그 영향은 매우 오래 지속될 수 있습니다.
뉴스 | 과학적 돌파구: 인간 배아는 비대칭 세포분열을 통해 몸을 형성한다
최근 연구에 따르면, 수정 후 하루 된 초기 인간 배아는 겉보기에는 동일한 두 세포로 이루어져 있지만 실제로는 한 세포가 신체의 기관과 조직 형성에 더 많이 기여합니다. 이 발견은 체외수정(IVF) 시술의 성공률을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.
이 연구는 학술지 Cell에 게재되었으며, 수정란의 첫 번째 분열로 이후 세포들이 서로 다른 운명을 향하게 되어 복잡한 태아로 발달하는 토대가 마련된다는 사실을 밝혔습니다. 뉴욕시에 있는 록펠러대학교의 발생생물학자 Ali Brivanlou는 이 연구를 "큰 진전"이라고 평가하며, 연구가 진전될수록 임상적 중요성이 더욱 분명해질 것이라고 말했습니다.
비대칭의 기원
오랫동안 연구자들은 포유류 수정란이 16개보다 적은 세포로 이루어져 있을 때는 모든 세포가 동일하며, 발달 후기에 이르러서야 분화하기 시작한다고 믿었습니다. 실제로 수정란은 몇 차례 세포 분열을 거친 뒤 두 개의 서로 다른 배아로 나뉘어 일란성 쌍둥이를 형성할 수도 있습니다.
그러나 2001년, 캘리포니아 공과대학교의 발생생물학자 Magdalena Zernicka-Goetz는 논문에서 생쥐 배아의 첫 두 세포가 실제로는 서로 다르다고 지적했습니다. 한 세포는 주로 태아를 형성하고, 다른 세포의 후손은 주로 난황낭을 형성합니다.
장기 연구
Zernicka-Goetz는 같은 현상이 인간에게도 나타나는지 오랫동안 궁금해했습니다. 연구팀은 IVF 클리닉에서 첫 번째 분열을 아직 완료하지 않은 수정란 54개를 확보했습니다. 연구자들은 이 수정란이 실험실에서 분열하도록 한 뒤 배아 모세포 중 하나에 형광 단백질을 표지해 각 세포의 후손이 발달하는 과정을 추적했습니다.
배양 나흘에서 닷새 후, 이 배아들은 서로 다른 구조를 형성하기 시작했습니다. 분석 결과, 태아를 형성하는 구조의 세포 대부분은 더 빠르게 분열한 배아 모세포에서 유래했으며, 더 느리게 분열한 세포의 후손은 주로 난황낭으로 변했습니다.
Brivanlou는 이처럼 큰 비대칭성에 놀랐지만, 인체가 궁극적으로 매우 복잡해진다는 점에서 논리적인 현상이라고 보았습니다. 그는 "깊이 파고들수록 생명은 연속적인 대칭성의 붕괴로 이루어져 있음을 깨닫게 됩니다"라고 말했습니다.
비대칭적 발달의 원인
이 비대칭성을 유발하는 원인은 아직 명확하지 않습니다. 생쥐에서는 정자가 난자에 들어가는 위치가 난자의 분열 방식에 영향을 미치며, Zernicka-Goetz는 난자 내 염색체 구조와 같은 다른 요인도 이러한 균형에 영향을 줄 수 있다고 생각합니다.
어떤 세포가 태아를 형성할 가능성이 더 높은지 이해하면 IVF 클리닉에서 성공적인 임신으로 이어질 가능성이 가장 높은 배아를 찾도록 배아를 더 효과적으로 선별할 수 있습니다. 그녀는 "이 시기의 취약성을 이해할 수 있다면 일부 유산을 예방할 수 있을 것입니다"라고 말했습니다. 이 초기 비대칭성이 이후 인간의 신체에 어떤 영향을 미치는지 예측하기는 어렵지만, 그 영향은 매우 오래 지속될 수 있습니다.