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일본 연구진이 수컷 생쥐의 세포에서 Y 염색체를 잘라내어 암컷 생쥐를 만드는 데 성공했습니다. 원래 생물이 번식하려면 암컷과 수컷이 모두 필요하다는 것이 상식이었지만, 이번 연구로 수컷의 세포만으로도 암컷 개체를 만들 수 있다는 것이 증명되었습니다. 이렇게 태어난 암컷 생쥐는 건강하게 자랐고 새끼도 낳을 수 있었습니다. 연구진은 이 기술이 멸종위기에 처한 동물을 보전하는 데 큰 도움이 될 수 있다고 기대하고 있습니다. 예를 들어 수컷만 남은 종이라도 이 기술로 암컷을 만들어 번식을 이어갈 수 있습니다.
왜 중요한가요?
멸종 위기에 놓인 동물 종을 살리는 데 획기적인 돌파구가 될 수 있으며, 한쪽 성별만 남은 극단적인 상황에서도 종의 멸종을 막을 수 있는 가능성을 열어주기 때문에 생태계 보전과 생물 다양성 유지에 매우 중요한 연구입니다.
주요 용어 설명
크리스퍼 (CRISPR)
DNA를 원하는 위치에서 정확하게 잘라내거나 수정할 수 있는 유전자 편집 도구입니다. 마치 문서에서 특정 단어를 찾아 지우거나 바꾸는 검색-치환 기능처럼, 생명체의 유전 정보를 정밀하게 수정할 수 있습니다. 이번 연구에서는 이 기술을 이용해 Y 염색체를 제거하는 데 사용되었습니다.
Y 염색체 (Y Chromosome)
생물의 성별을 결정하는 염색체 중 하나로, 포유류에서 이 염색체를 가지면 수컷이 됩니다. 사람이나 생쥐 모두 수컷은 XY, 암컷은 XX라는 성염색체 조합을 가지고 있습니다. 이번 연구에서는 이 Y 염색체를 제거함으로써 수컷 세포를 암컷처럼 바꾼 것입니다.
Y-CUT 기술
이번 연구에서 개발된 기술로, 크리스퍼를 이용해 세포에서 Y 염색체만 골라 잘라내는 방법입니다. 세포가 분열할 때 Y 염색체가 새 세포로 전달되는 과정을 차단하여 결과적으로 Y 염색체가 없는 세포를 만들어냅니다. 이를 통해 수컷 세포를 암컷 개체로 발달시킬 수 있었습니다.
체세포 복제 (Somatic Cell Cloning)
성체 동물의 일반 세포에서 유전 정보가 담긴 핵을 꺼내어 핵이 제거된 난자에 넣고, 이를 발달시켜 원래 동물과 유전적으로 동일한 개체를 만드는 기술입니다. 복사기로 문서를 똑같이 복사하는 것처럼 동물을 유전적으로 똑같이 만드는 방법이라고 볼 수 있습니다. 검은발족제비 등 멸종위기종 보전에 실제로 사용된 적이 있습니다.
프로즌 주 (Frozen Zoo)
다양한 동물 종의 세포와 조직을 극저온으로 냉동 보관하는 시설입니다. 마치 씨앗 은행이 식물의 씨앗을 보관하듯이, 동물의 세포를 미래에 활용할 수 있도록 보관해 두는 곳입니다. 이번 연구에서는 냉동 보존된 수컷 세포만으로도 암컷 복제 개체를 만들 수 있음이 확인되었습니다.
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일본 연구진이 수컷 생쥐 배아를 의도적으로 암컷으로 전환하는 데 처음으로 성공했다. 연구진은 크리스퍼(CRISPR) 기반 유전자 편집 기술을 이용해 수컷 세포에서 Y 염색체를 제거한 뒤, 이를 바탕으로 수컷 생쥐의 암컷 복제 개체를 만들어냈다.
연구를 이끈 일본 야마나시대학교의 이시우치 다카시(Takashi Ishiuchi) 생식생물학자는 “생식에는 암컷과 수컷이 모두 필요하다는 것이 학계의 오랜 통념이었다”며 “이번 연구를 계기로 그런 인식이 바뀔 수도 있다고 생각한다”고 말했다.
공동 연구자인 이바라키현 리켄 바이오리소스 연구센터(RIKEN BioResource Research Center)의 마토바 쇼고(Shogo Matoba)는 “이 기술은 멸종위기종 보전에도 활용될 수 있을 것”이라며 “특히 개체 수가 극히 적은 종을 보전하는 데 도움이 될 수 있다”고 덧붙였다.
야생동물 보전단체 리바이브 앤드 리스토어(Revive & Restore)의 벤 노백(Ben Novak) 수석 연구원도 이번 연구를 두고 “매우 흥미로운 성과”라며 “특히 생물 보전 분야에서 다양한 활용 가능성이 있을 것으로 본다”고 말했다.
연구 결과는 8월 초 생명과학 논문 사전공개 사이트 바이오아카이브(bioRxiv)에 공개됐으며, 아직 동료심사를 거치지는 않았다.
성별을 바꾸는 기술
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