'뇌'와 '박동하는 심장' 가진 합성 배아 생성에 성공
'뇌'와 '박동하는 심장' 가진 합성 배아 생성에 성공
  • 김정은 기자
  • 승인 2022.08.28 17:49
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ⓒ데일리포스트=이미지 제공/Nature

ㅣ데일리포스트=김정은 기자ㅣ케임브리지 대학 막달레나 제르니카-겟츠(Magdalena Zernicka-Goetz) 교수 연구팀이 '뇌와 뛰는 심장을 가진 합성 배아'를 만들어냈다고 발표했다. 

연구팀이 만들어낸 합성 배아는 자연적으로 성장한 배아와 유사한 조직을 가지고 있어 향후 난임 치료와 이식용 인공장기 개발의 발판이 될것으로 기대된다. 연구 결과는 국제학술지 '네이처'에 게재됐다. 

줄기세포를 이용해 이식용 망막이나 장기를 만들어내는 연구가 세계적으로 진행되고 있다. 줄기세포에서 배아를 만들어내는 연구도 여러 건 이루어지고 있지만, 기존 연구에서는 정상적으로 기능하는 장기를 가진 배아를 만드는 것은 어렵다고 여겨졌다. 

ⓒ데일리포스트=이미지 제공/Nature

포유류의 경우 수정란이 배아로 분화할 때 '신체 조직을 형성하는 줄기세포'와 '배아 발생을 지원하는 줄기세포'가 출현하고, 이들 줄기세포가 상호작용하면서 성장한다.

연구팀은 쥐 줄기세포를 3종(배아줄기세포·원시내배엽줄기세포·영양막줄기세포) 준비한 후 특정 유전자 발현을 유도해 줄기세포끼리 상호작용하는 환경을 재현했다. 그 결과 ▲박동하는 심장 ▲뇌의 기본 구조 ▲난황낭(yolk sac) 형성이 확인됐다.

아래 이미지는 위쪽이 자연스럽게 형성된 배아이고 아래쪽이 연구팀이 만들어낸 합성 배아이다. 양쪽 모두 정상적인 뇌와 심장을 갖고 있다. 

ⓒ데일리포스트=이미지 제공/Nature

배아의 분화 초기에 세 가지 줄기세포의 상호작용이 무너지면 생물 발생은 실패한다. 따라서 분화 초기 배아 발달 연구는 불임 및 난임 치료에 중요한 연구로 여겨진다. 연구팀은 "줄기세포 간 상호작용 메커니즘을 규명하는 것은 인간의 임신 실패 위험을 줄이는 데 도움이 된다"고 밝혔다. 

제르니카-겟츠 교수는 "이번에 성공한 쥐 배아 모델은 뇌와 뛰는 심장을 비롯해, 신체 모든 구성요소가 발달했다. 많은 임신이 실패하는 원인과 예방법을 찾을수 있을 것으로 본다"고 말했다.

이어 "세계적으로 장기 이식을 기다리는 사람들이 너무 많다. 우리의 연구가 흥미로운 것은 이를 통해 얻은 정보가 올바른 합성 인간 장기를 성장시키고 생명을 구하는데 사용될 수 있다는 점이다"라고 덧붙였다. 

이번 연구에서는 합성 배아 형성에 쥐 배아가 사용됐지만 연구팀은 인간배아를 이용한 연구를 준비하고 있다. 



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