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[이윤희의 RUN 114](46) 손상된 세포를 복구하거나 재생성하기 위한 줄기 세포 프로그래밍

정소양 기자 | 2017-08-08 10:54 등록 1,545 views


 

(뉴스투데이=이윤희 객원기자)
 
다각적인 줄기세포 연구 진행 중
 
줄기세포, 운동뉴런으로 바뀔 수 있어
 
줄기세포의 프로그래밍 제어하는 세포 메커니즘 밝혀내

이제 내 몸의 어느 부분이나 장기가 손상되어나 문제가 있어 기능이 떨어지거나 못쓰게 되면 해당 장기나 세포를 바꿔치기하여 보다 튼튼하고 오래가는 즉 자동차의 부품을 교환하는 것과 같은 시간이 다가오는 것은 아닌가?

지금까지는 누가 장기를 기증하기 전까지는 어느 장기가 문제가 있을 경우 어쩌지 못하거나 그 기능이 제대로 안되어 불편한 삶을 살아왔는데 이제는 줄기세포를 활용하여 원하는 장기나 부위에 새로운 기능을 과학자들이 줄기세포가 운동 뉴런으로 전환 될 수 있는 방법을 발견했다고 한다. 손상된 세포를 복구하거나 재생성하기위한 줄기세포 프로그래밍이 가동된 것이다.

줄기세포란 스스로 계속 분열하면서 신체내의 적절한 환경에서 몸을 구성하는 여러 기관이나 조직을 구성하는 세포로 분화할 수 있는 아직 분화되지 않은 상태의 세포이다. 줄기세포는 제 기능을 못하는 세포나 장기를 대체할 수 있다는 가상적인 상황을 현실로 보여줄 수 있어 난치병에 줄기세포를 적용하려는 다각적인 연구가 진행되고 있기도 하다.

예를 들어 후천적인 질환에 의해 시각을 잃은 분들이나 신경손상으로 신체의 움직임이 제한된 분들에게 적용가능성이 아주 높다고 보인다.

2006년 황우석 박사가 배아줄기세포 배양의 성공여부로 한 동안 떠들썩했던 기억들이 있을 텐데 그 연구의 연장선에 있다고 보면 이해가 쉬울 것이다.

미국 펜실베니아 주립대학교의 과학자들은 줄기세포가 운동 뉴런으로 바뀔 수 있는 역동적인 과정을 발견함과 동시에 줄기세포의 프로그래밍을 제어하는 ​​세포 메커니즘을 밝혀냈다고 한다.

이 연구는 척수성 근위축증같은 질병을 연구하기 위해 운동 뉴런을 사용하는 데 관심이 있으며, 줄기세포가 운동 뉴런을 생성할 때 줄기 세포의 직접 프로그래밍을 제어하는 ​​메커니즘을 상세히 밝힐 것으로 기대되고 있다.

이는 신체의 손상된 세포를 복구하거나 재생하는 데 사용될 수 있다고 예측된다. 이렇게 매력적인 연구는 Cell Stem Cell 학회지에 발표되었으며(12.20.2016) 이 신기술의 문제점과 향후 잠재력이 크다고 한다.

줄기 세포와 모터 신경 세포의 메커니즘

직접 프로그래밍 기법의 잠재성에도 불구하고 분자수준의 복잡성으로 인해 아직은 비효율적이나 이 새로운 연구는 보다 진전된 유전자 치료법을 위한 새로운 접근 방법을 찾았다고 평가되고 있다.

그러나 초기 연구에서 같은 연구자들은 실험용 쥐의 배아 줄기세포를 성공적으로 사용하여 운동뉴런으로 만들었다. 이 과정을  완료하는데 약 2 일이 걸렸으며 이러한 변화를 분석하여 세포 및 유전자 수준에서의 기전을 더 잘 이해하게 되었다.

과학자들은 세포내에서 염색체를 형성하는 염색질에 대한 유전자 발현 및 변형을 포함하는 전사 인자의 복합물질을 사용했다. 쥐에 대한이 배아 방법의 효율성은 연구에서 세포내에서 일어나는 전체과정 대한 세부사항을 제공했다. 줄기세포와 운동 신경세포의 재생성공률은 90% 이상이라고 한다.

줄기세포를 뉴런으로 프로그래밍 하는 것은 대단히 복잡한데  여러 가지 전사 인자가 함께 작용하여 염색체의 구조를 변화시키고 세포 유전자 발현을 촉진시킨다. 직접 프로그래밍 기술은 세포 손상 위치에서 체내 및 체외 모두에서 수행 될 수 있기 때문에 무궁한 잠재력을 가진 것으로 보이며,  과정의 복잡성을 감안할 때 많은 과학자들은 초기단계에서 생존 가능성에 의문을 제기하고 있다.

그러나 이 연구에서 얻은 새로운 지식은 척수성 근위축과 같은 질병에 의해 파괴된 뇌와 척수의 세포를 조작하고 수리하거나 대체할 미래의 응용에 대한 가능성이 높은 것으로 기대된다.

좀 늦어지더라도 황우석박사가 연구를 차근차근 진행했더라면 어땠을까? 진하게 아쉬움이 남는 Muscle guy


(이윤희 Ph.D.= yhlee@posyko.com, ultrarunner@hanmail.net)





이학박사(운동생리/영양학 전공) : 한국체육대학교 대학원 체육학과.
파워 스포츠과학 연구소 대표. (주)파시코 대표이사
한국체육대학교 체육과학연구소 운동생리학실 연구원/노화연구센터 연구원
한국체대, 용인대, 삼육대, 외래교수
과학기술인 등록번호 : 11187438
 
학회활동분야
 
· 한국 운동영양학회 부회장, 정회원
· 한국 체육학회 정회원
· 한국 운동생리학회 정회원
· 외부 강연활동 중(운동과 건강, 영양 관련)
 
저서
 
· 운동영양학(공저,한미출판사 2011)
· 케냐 마라톤 왜 빠른가?(역서, 광림북하우스 2013)
 
 
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