수컷 부모 둘 다 있는 최초의 쥐, 성인이 되다
줄기세포 과학자 팀이 배아줄기세포 공학을 성공적으로 사용하여 성인이 될 때까지 살았던 양부계 마우스(두 수컷 부모를 둔 마우스)를 만들었습니다.
2025년 1월 28일 Cell Press 저널 Cell Stem Cell 에 발표된 연구 결과는 생식에 관련된 특정 유전자 세트를 표적으로 삼아 연구자들이 포유류의 단성 생식에서 이전에는 극복할 수 없었던 어려움을 극복할 수 있었던 방법을 설명합니다.
과학자들은 이전에도 양부계 마우스를 만들려고 시도했지만, 배아는 어느 정도까지만 발달한 다음 성장을 멈췄습니다. 베이징에 있는 중국 과학 아카데미(CAS)의 책임 저자인 웨이 리가 이끄는 연구자들은 여러 가지 방법으로 유전자 발현을 조절하는 각인 유전자를 표적으로 삼는 데 집중했습니다.
리는 "이 연구는 줄기 세포 및 재생 의학 연구의 여러 한계를 해결하는 데 도움이 될 것입니다."라고 말합니다.
"각인 유전자의 고유한 특성으로 인해 과학자들은 이것이 포유류의 단성 생식에 근본적인 장벽이라고 믿게 되었습니다." CAS의 공동 책임 저자인 치 저우가 말했습니다. "인공적으로 양모 또는 양부계 배아를 구성하더라도 제대로 발달하지 못하고 이러한 유전자로 인해 발달 중 어느 시점에서 멈춥니다."
이전에 양부계 마우스를 만들려고 시도했을 때 난소 기관체를 사용하여 남성 다능성 줄기 세포에서 난자를 추출했습니다. 그런 다음 그 난자를 다른 수컷의 정자와 수정했습니다. 그러나 상동 염색체(감수 분열 중에 분열하여 난자와 정자를 만드는 염색체)가 같은 성에서 유래했을 때 각인 이상이 생겨 심각한 발달적 결함이 발생했습니다.
이 연구에서 연구자들은 프레임시프트 돌연변이, 유전자 삭제, 조절 영역 편집을 포함한 다양한 기술을 사용하여 20개의 핵심 임프린팅 유전자를 개별적으로 수정했습니다. 그들은 이러한 편집이 때때로 성인까지 사는 이중 부계 동물을 만드는 것을 허용했을 뿐만 아니라 더 안정적인 다능성을 가진 줄기 세포로 이어졌다는 것을 발견했습니다.
"이러한 발견은 임프린팅 이상이 포유류 단성 생식의 주요 장벽이라는 강력한 증거를 제공합니다." 광저우에 있는 Sun Yat-sen University의 공동 책임 저자인 Guan-Zheng Luo가 말했습니다. "이 접근 방식은 배아줄기세포와 복제 동물의 발달 결과를 크게 개선하여 재생 의학의 발전을 위한 유망한 길을 열 수 있습니다."
연구자들은 그들의 작업이 여전히 해결해야 할 몇 가지 한계를 지적합니다. 첫째, 생존 가능한 배아의 11.8%만이 출생할 때까지 발달할 수 있었고, 태어난 모든 새끼가 발달적 결함으로 인해 성인이 된 것은 아니었습니다. 성인이 된 대부분의 새끼는 성장이 변형되었고 수명이 단축되었습니다. 또한 성인이 된 쥐는 불임이었지만 복제 효율성이 증가했습니다.
CAS의 공동 책임 저자인 지쿤 리(Zhi-Kun Li)는 "임프린팅 유전자를 추가로 수정하면 생존 가능한 생식 세포를 생산할 수 있는 건강한 양부계 생쥐를 만드는 데 도움이 될 가능성이 있으며, 임프린팅 관련 질병에 대한 새로운 치료 전략으로 이어질 수 있다"고 말했습니다.
연구팀은 임프린팅 유전자를 수정하면 더 높은 발달 잠재력을 가진 배아가 생성될 수 있는 방법을 계속 연구할 것입니다. 또한 그들은 쥐에서 개발된 실험적 접근 방식을 원숭이를 포함한 더 큰 동물로 확장하는 것을 목표로 합니다. 그러나 그들은 원숭이의 임프린팅 유전자 조합이 쥐의 임프린팅 유전자 조합과 상당히 다르기 때문에 상당한 시간과 노력이 필요할 것이라고 지적합니다.
이 기술이 궁극적으로 인간의 질병을 해결하는 데 적용될지는 불분명합니다. 줄기세포 연구를 위한 국제 학회의 윤리 지침은 생식 목적으로 유전성 게놈 편집을 허용하지 않으며, 현재 안전하지 않다고 간주되기 때문에 생식을 위해 인간 줄기세포에서 유래한 생식세포를 사용하는 것도 허용하지 않습니다
출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/01/250128123824.htm
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