○ 이화학연구소의 오보가타 하루코씨가 이끄는 연구팀이 다양한 세포로 분화하는 능력을 가진 다능성 세포를 개발함. 산성용액을 사용하여 세포 외부에서 자극을 가하는 것으로 세포가 가지고 있는 ‘분화 기억’을 제거하고 다능성 세포로 초기화 함. 이 기술로 쥐 세포에서 다능성 세포 제조에 성공, 모든 생체조직과 태반조직으로 분화하는 것을 확인함
- 연구팀은 이화학연구소의 발생·재생과학종합연구실의 세포 리프로그래밍 연구팀으로 오보가타씨가 리더를 맡고 있음. 신기술로 만들어진 다능성 세포를 ‘STAP(자극야기성 다능성 획득)세포’로 이름 지음
- 다능성 세포는 2012년에 노밸 생리학·의학상을 수상한 교토대학의 야마나카 신야 교수가 발견한 iPS세포가 유명함. iPS세포의 경우, 세포에 유전자를 도입하지만 이번에 개발된 새로운 기술은 유전자 도입이 필요없고 또 분화 조직의 범위가 조금씩 달라지는 등 차이점이 있음
- STAP세포는 iPS세포 이상으로 초기화가 빠르게 진행된. iPS세포는 콜로니(군체) 형성에 2~3주간이 소요됨. 이에 반해 STAP세포는 2~3일 정도에 다능성 세포에 불가결한 유전자의 Oct4가 발현하는 등 효율적인 세포변화가 나타남
- 이번 연구는 세포의 초기화와 분화원리를 해석하여 개발한, 세포핵 정보를 자발적으로 바꾸어 사용할 수 있는 혁신적인 기술임. 향후 인간 세포에 적용을 목표로 개량을 진행할 계획으로 암치료, 면역 분야 등에도 새로운 기술개척이 전망됨. 임상응용화를 목표로 연구가 과속화되고 있는 iPS세포와 함께 재생의료의 장래를 맡을 존재가 될 전망
- 이번 연구 성과는 20일, 영국 과학잡지인 네이쳐지에 게재
* STAP 세포
- 동물의 몸은 분화한 세포로 이루어져 있으며 한번 분화한 세포는 다른 조직의 세포로 변할 수 없음. 반면 수정 직후의 초기 배아는 모든 조직의 세포를 만드는 능력이 있어 이 기능을 ‘다능성’이라고 함. iPS세포와 ES세포(배성간세포)는 이 성질을 가지고 있어 ‘다능성 간세포’라 불림.
- 통상적으로 체세포의 분화는 일방통행 형식으로 진행되기 때문에 이미 분화한 세포가 다시 다능성을 가지게 되는 ‘초기화’는 불가능하다고 여겨졌음
- 하지만 교토대학의 야마나카 신야 교수가 발견한 iPS세포는 ‘야마나카 인자’로 불리는 특정 유전자를 도입하여 초기화에 성공
- 이에 반해 오보가타 리더는 식물의 경우 세포 외부의 환경이 변화는 것만으로 분화상태를 초기화하는 것에 주목함. 식물 세포 분화는 일방통행이 아닌 가역(可逆)적인 것으로 밝혀져 있음. 식물 세포와 같이 동물 세포에서도 자발적인 초기화가 일어날 수 있다는 가설을 설정하여 기술 연구를 시작함.
- 이번 연구에서 발표한 실험에서는 특정 유전자를 개변한 쥐를 이용. 이 쥐에서 완전히 분화한 림파구를 꺼내어 산성용액(pH5.7)으로 세포 외부에 자극을 가하는 ‘스트레스 처리’를 함. 그 후, 지속적으로 배양한 결과 7일째에 다능성 세포 특유의 유전자 Oct4를 지닌 세포배가 형성됨. 스트레스 처리 후, 살아남은 세포는 25%정도로 그 중 과반정도가 Oct4를 가지는 세포임
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