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◇ 포유류의 성별을 결정하는 성 염색체인 Y 염색체에 있는 SRY 유전자는 남성으로 분화 및 고환 형성에 중요한 역할을 하는 SOX9 유전자 발현을 유도하는 것으로 밝혀져 있음. 최근 영국과 미국 공동 연구팀은 쥐 실험을 통해 성 결정에 중요한 역할을 하는 SOX9 유전자의 발현을 조절하는 인핸서(Enhancer)를 발견했다고 발표. 이번 연구결과는 인간의 성 발달 장애(Disorders of sex development)를 이해하는데 도움을 줄 것으로 기대
▸주요 출처 : Science, The little piece of DNA that makes girls boys, 2018.6.14.; ScienceDaily, Non-coding DNA changes the genitals you’re born with, 2018.6.14
■ 포유류의 성(女,男) 결정 유전자 발현을 조절하는 인핸서(Enhancer) 발견
○ 포유류는 초기 성 기관 발달의 주요 단계에서 SOX9 단백질이 충분하지 않으면 난소가 발달되고 여성(암컷)으로 성장. SOX9는 이들 장기를 고환으로 만들고 남성(수컷)으로 발달하도록 지시
– 포유류의 성 결정에 핵심역할을 하는 SOX9 단백질의 양은 처음에는 Y 염색체에 위치한 SRY 유전자에 의해 발현이 유도
※ SRY 유전자는 초기 발달에 변화를 가져와 고환, 페니스 등 기타 남성 특성을 형성하고, SOX9 유전자를 발현시켜 고환 생성을 시작
– 발달생물학자들은 성 결정 과정 초기에서 하나 이상의 인핸서(Enhancer)*가 관여한다는 것을 알고 있었으나, 정확히 어떤 것이 가장 중요한 역할을 하는지 밝혀내지 못했던 상황
* 진핵생물의 유전자 발현을 조절하는 기작 중 하나로 프로모터에서 멀리 떨어진 위치에서 유전자의 전사(tranion)를 조절하는 DNA 염기서열을 말함
○ 영국과 미국의 국제공동연구팀(Francis Crick Institute, Northwestern University 등)은 남성 성 발달에 중요한 SOX9 유전자 인핸서(enhancer 13)를 발견
– 이 인핸서가 적절한 순간에 SOX9 단백질 생산을 증가시켜 정소 발달을 일으킨다는 것을 규명
– 쥐 배아에서 수컷과 암컷으로 성이 결정되기 직전과 직후를 비교하여 16개 인핸서 후보군을 선별하고, 이중 SOX9 유전자 발현에 핵심적인 기능을 하는 인핸서 13을 발견
○ 연구팀은 수컷 생쥐(XY)에서 유전자가위기술을 적용해 Enhancer 13을 제거하면(SRY 발현되지 않고 결국 SOX9도 활성화되지 못함) 난소와 여성 생식기가 발달되는 현상을 발견
※ 연구결과는 Science지에 ‘Sex reversal following deletion of a single distal enhancer of Sox9(2018.6.29)‘라는 제목으로 발표
< 여성 생기기 및 난소가 있는 수컷 마우스(XY) >
출처 : ScienceDaily, Non-coding DNA changes the genitals you’re born with, 2018.6.14.
■ 그간 명확하게 규명되지 않았던 성 발달 장애(Disorders of sex development)를 이해하는데 도움을 줄 것으로 기대
○ XY 염색체를 가진 사람들이 여성 생식기를 가지게 되는 현상 등 약 5,500명 당 1명은 성별과 관련된 장애 보유
– 그간 이러한 성 발달 장애원인을 절반 이하만을 파악할 수 있었으나, 이번 연구를 통해 인핸서 13의 손상여부를 확인하여 원인 규명 가능
※ 호주 Hudson Institute of Medical Research의 Vincent Harley 박사는 성 결정 문제가 이 스위치(인핸서 13)로 추적될 수 있는지를 확인하기 위해 이미 환자의 유전체(게놈)를 조사하기 시작했다고 발표
– 인간 유전체의 98%를 차지하는 Non-coding region*에 대해서 필요 없는 DNA라고 생각되었으나, 인핸서와 같이 중요한 역할을 할 수 있음을 강조
* 단백질로 번역되지 않는 ‘비번역 DNA 부위’이지만 RNA와 단백질 발현을 조절하는 역할을 수행한다고 밝혀짐
※ 논문의 제1저자인 Nitzan Gonen 박사는 “연구자들이 수십년 동안 성 발달 장애를 일으키는 유전자를 찾았으나, 그 절반 이상에 대한 유전적 원인을 찾을 수 없었다. 최근 연구에 따르면 많은 해답이 Non-coding region에 있을 수 있으며, 향후 추가연구를 수행할 것이다”라고 말함