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줄기세포 역분화 스위치 첫 규명

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줄기세포 역분화 스위치 첫 규명

2014.12.11 03:00
서정선 서울大 교수 “DNA 탈메틸화가 스위치 역할”… 논문 4편 동시 게재 기염

“시간을 되돌릴 수 있다면….”


우리가 일상에서 흔히 쓰는 말은 줄기세포 연구자의 염원이기도 하다. 한 번 운명이 결정된 체세포를 마음대로 유도만능줄기세포(iPS세포)로 돌릴 수 있다면 한층 쉽게 줄기세포를 이용할 수 있기 때문이다. 체세포를 줄기세포로 돌리는 과정을 ‘역분화’라고 한다.

 

 

유도만능줄기세포의 모습. 유도만능줄기세포는 체세포에서 역분화시켜 만들 수 있다.  - 교토대 제공
유도만능줄기세포의 모습. 유도만능줄기세포는 체세포에서 역분화시켜 만들 수 있다.  - 교토대 제공

 

 

최근 이 역분화의 스위치를 국내 연구진이 찾아내 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 11일자에 발표했다. 서정선 서울대 의대 교수팀은 체세포를 줄기세포로 돌리는 스위치가 DNA의 탈메틸화(demethylation)라는 사실을 세계 최초로 규명했다. 탈메틸화는 DNA에 붙어있는 화학기인 메틸기(CH3)가 떨어지는 과정을 말한다.   

 

연구팀은 차세대 유전체 분석기술을 이용해 DNA를 구성하는 염기 하나하나에 메틸기가 얼마나 붙어있는지 조사했다. 그 결과 전분화성 유전자가 단백질로 발현되는 것은 이 탈메틸화가 좌우한다는 사실을 알아냈다.

 

또 역분화의 초기 단계에서는 DNA의 특정부분(전사인자 결합 부위)에만 탈메틸화가 일어나지만 후기 단계에서는 약 수만 개의 염기를 포함하는 넓은 지역의 DNA에 탈메틸화가 이뤄져야 줄기세포로 역분화 된다는 점을 찾아냈다. 

 

역분화 초기 단계처럼 특정 부분만 탈메틸화되면 역분화가 일어나는 줄기세포도 있다. 유사만능줄기세포인 F-클래스 줄기세포가 그렇다. 이 줄기세포는 기존 유도만능줄기세포보다 생산 효율성이 높아 짧은 시간 안에 많은 양을 생산할 수 있다는 장점이 있다.

 

서정선 교수는 “이번 연구에서 유도만능줄기세포의 생성 기전을 밝히고 이와 함께 F-클래스 유사만능줄기세포의 존재를 규명했다”며 “앞으로 F-클래스 유사만능줄기세포의 생산 효율성을 더욱 강화하기 위한 후속연구를 진행할 것”이라고 밝혔다.

 

한편 같은 날 서 교수 연구팀은 국제 공동 연구진과 함께 유도만능줄기세포 관련 논문을 각각 ‘네이처’에 2편  ‘네이처 커뮤니케이션스’에 1편을 추가로 발표하는 기염을 토했다. 

 

이들 연구진은 ‘프로젝트 그란디오스(Project Grandiose)’라는 국제 줄기세포 연구 컨소시엄으로 유도만능줄기세포의 생성 기전을 규명하기 위해 2010년 출범했다. 현재 서 교수팀을 포함해 캐나다, 호주, 네덜란드 등 4개국 47명의 연구원으로 구성돼 있다.

 

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