생명/의료

베이징게놈연구소, 정자가 배아의 조기발육을 이끌고 있음을 확인

발행일 : 2013 / 06 / 03

중국과학원 베이징게놈연구소의 류장(劉江) 연구진이 제브라 피시(zebra fish) 모델을 통해 그 후대가 모본(Female)이 아닌 부본(male)의 DNA 메틸화 스펙트럼을 이어받는다는 것을 발견함으로써 유전과정에 정자의 새로운 기능에 대해 규명하였다. 관련된 연구논문은 최근 《Cell》지에 표지문장 형식으로 게재되었다.

생명 연속의 기반은 유전으로서, 부모의 DNA 서열 정보가 후대에 유전된다. 그렇다면 동일한 DNA 서열을 보유한 생물체 내 세포는 어떻게 서로 다른 조직기관으로 발육할 수 있을까? 바로 후성유전학 정보에 의해 결정된다는 사실이 연구를 통해 밝혀졌다. 동물은 동일한 DNA 서열을 토대로 하나의 수정란으로부터 표현형이 다양한 200여종의 세포로 분화되어 궁극적으로 대뇌, 심장 등의 기관을 형성한다. 그러나 이러한 후성유전학 정보가 부모에게서 유전되는지, 어떻게 유전되는지에 대해서는 아직 규명된바 없다.

류장(劉江) 연구진은 인간 유전자와의 유사도가 85%인 제브라 피시를 연구모델로 선택하였다. 연구결과 제브라 피시는 배아발육 과정에 부모의 DNA를 유전 받는 외에 정자의 DNA 메틸화 스펙트럼도 유전을 받아 배아의 조기발육을 이끌고 있었다. DNA 메틸화는 후성유전학(epigenetics) 정보 가운데 가장 중요한 유형이다.

이 연구결과는 조기 배아발육이 주로 난자에 의해 결정된다는 전통적인 인식을 바꾸고, 후대가 모본이 아닌 부본의 DNA 메틸화 스펙트럼을 이어받는 동시에 정자 속에 휴대된 정보가 배아의 발육을 이끌고 있음을 입증하였다.

또한 DNA 서열 외에도 NDA 메틸화 스펙트럼도 유전될 수 있음을 입증함으로써 줄기세포와 그 중개의학(translational medicine)의 발전과 응용에 이론기반을 제공하고, 복제 및 체외수정 생식기술의 보완과 응용을 촉진할 것으로 전문가들이 전망하였다.