러·일 연구팀, 쥐 난자에 삽입한 세포핵 분열 관찰
러시아의 한 박물관에 전시된 매머드 뼈 © AFP=뉴스1
약 3만년 된 매머드 유해에서 추출한 세포핵이 난자와 만나 기능을 회복해 세포분열한 것을 한 국제 연구팀이 밝혀냈다고 외신들이 12일(현지시간) 보도했다.
국제 학술지 ‘사이언티픽 리포트’에 실린 이 논문에 따르면 연구팀은 2만8000년 된 것으로 추정되는 3.5미터 길이의 암컷 매머드 ‘유카’의 근육과 다른 조직으로부터 세포핵을 추출했다. 그리고 이를 생쥐 난자에 넣어 관찰한 결과 43개의 핵 중 5개가 세포 분열해 핵이 두 개로 분할되기 직전까지 발달했다.
유카는 2010년 시베리아 영구동토층에서 거의 온전한 상태로 발굴됐다.
일본 긴키 대학(近畿大学)과 러시아의 대학 연구자들로 구성된 이 팀은 오래 전에 멸종된 동물인 매머드를 되살리기 위한 복제 프로젝트를 약 20년간 진행해 왔다.
이들은 소위 ‘생명체의 청사진’이라고 불리는 DNA가 들어있는 세포핵이 난자에 삽입된 후 이같이 일부 기능이 되살아난 데 대해 쥐 난자가 손상된 DNA를 회복시키는 기능이 있는 것으로 추정했다. 즉, 장기간 냉동으로 손상된 매머드의 DNA를 난자가 복원해 생물학적 기능을 되살려 낸 것이라는 설명이다.
핵 분열 직전에서 모든 난자에서의 분열이 멈춘 데 대해 연구팀은 “유카의 세포핵이 우리 생각보다 더 많이 손상을 입었기 때문”이라면서 “매머드를 그대로 되살리기는 어려울 것”이라고 말했다. “하지만 더 잘 보존된 세포핵이 있다면 가능성이 있다”고 설명했다.
야마나시 대학 첨단 생명공학센터의 와카야마 데루히코 교수는 “이것은 멸종된 고대 동물들의 부활을 향한 연구의 첫걸음이라고 칭송할 만하다”면서 “(난자가) DNA를 어느 정도 복원했는지, 어느 정도의 활동성이었는지 연구팀이 밝혀내기 바란다”고 말했다.
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아래는 2022년 3월 10일 뉴스입니다~
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“멸종 매머드 복원은 불가능”…쥐 복원 조차 5% 부족
멸종한 크리스마스섬 토종쥐 ‘매클리어쥐’ 삽화
[위키미디어 퍼블릭 도메인]
약 120년 전 인도양의 크리스마스섬에서 멸종한 토종 쥐를 유전자 편집기술을 이용해 복원하는 방안을 검토했지만 약 5%가 부족했던 것으로 나타났다.
이는 유전자 편집기술을 활용해 털북숭이 매머드를 비롯한 멸종 동물을 복원하는 것이 현재 기술로는 불가능하다는 점을 보여주는 것으로 제시됐다.
‘셀 프레스'(Cell Press)와 AFP통신 등에 따르면 덴마크 코펜하겐대학의 진화 유전학자 톰 길버트 교수가 이끄는 연구팀은 크리스마스섬에 서식했던 ‘매클리어쥐'(Rattus macleari)를 유전자 편집 기술을 활용해 복원하는 과정을 보여주는 연구 결과를 생물학 저널 ‘커런트 바이올로지'(Current Biology)에 발표했다.
매클리어쥐는 1900년경 유럽 선박을 타고 온 검은 쥐가 옮긴 병원균이 퍼지면서 멸종한 것으로 추정돼 왔다.
멸종 동물의 유전자는 대개 조각나 있어 복원하는데 필요한 정보가 부족한데 매클리어쥐는 근연종인 노르웨이 갈색 쥐와 종분화가 이뤄진 지 약 260만 년 밖에 안 돼 게놈의 95%를 공유하고 있었다.
연구팀은 이를 활용해 매클리어쥐가 남긴 조각난 유전자의 염기서열을 최대한 분석한 뒤 노르웨이 갈색 쥐 유전자 염기서열과 비교했다.
갈색쥐 유전자에서 매클리어쥐와 차이가 나는 부분은 이론적으로 유전자가위(CRISPR)로 편집해 같게 만든 뒤 배아를 만들어 대리모에게 착상시키는 방법을 이용할 수 있다.
길버트 교수는 이와 관련, 멸종 동물의 DNA는 파쇄기를 거친 책과 같고, 현존 근연종의 게놈은 잘린 조각을 짜 맞출 수 있는 온전한 참고 도서와 같다고 설명했다.
하지만 95%만 같을 뿐 후각과 면역 등을 담당하는 나머지 5%는 채워지지 않았으며 이는 복원된 매클리어쥐가 외양이 비슷할 수 있어도 주요 기능은 실제 존재했던 쥐와 다르다는 것을 의미했다.
연구팀은 매클리어쥐와 노르웨이 갈색쥐의 종분화가 진화의 시간으로 따지면 가깝지만 매클리어쥐의 게놈을 완전히 복원하는 데는 충분치 않다면서 이는 4천 년 전 멸종한 매머드를 복원하는 데도 중요한 의미를 갖는 것이라고 했다.
매머드도 매클리어쥐와 노르웨이 갈색쥐와의 관계처럼 근연종인 현대 코끼리와 비슷한 진화적 거리를 두고 있다.
길버트 교수는 “동물원에 털 달린 코끼리를 만들어 놓고 매머드를 복원했다며 돈을 모으거나 동물보호 인식을 높이는 것은 문제 될 것이 없겠지만, 진짜 멸종한 동물을 완벽하게 복원하는 것이 목표라면 그런 일은 절대 일어나지 않을 것”이라고 했다.
그러면서 “무언가를 되돌려 놓거나 현재 남은 것을 보호하는 것 중에 선택해야 한다면 보호하는 쪽에 돈을 투입하겠다”고 덧붙였다.
아래는 2022년 7월 7일 뉴스입니다~
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日 연구진, 동결건조 피부세포로 복제 쥐 74마리 만들었다
테루히코 와카야마 일본 야마나시대 생명과학과 교수 연구팀이 9개월 간 동결 건조된 피부 세포로 복제한 쥐들의 모습. 네이처 커뮤니케이션즈 제공
일본 과학자들이 동결 건조된 피부 세포로 쥐를 복제하는 기술을 개발했다. 멸종 위기에 처한 종의 개체 수를 늘리는 유망한 방안이 될 것이란 기대가 나온다.
테루히코 와카야마 일본 야마나시대 생명과학과 교수 연구팀은 도라에몽 만화 시리즈의 멜론 빵을 좋아하는 로봇의 이름을 따 ‘도라미’라는 이름의 복제 쥐 74마리를 만들었다고 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 5일 공개했다.
종의 다양성이 감소하고 있다. 경제협력개발기구(OECD)의 ‘2050년 환경전망’에 따르면 종의 다양성은 2011년과 비교해 2050년 약 10% 감소할 것으로 예측된다. 이에 따라 과학자들은 종의 다양성 보존을 위해 동물 난자세포를 보관하고 있다. 다만 동물 난자 세포를 보존하려면 액체질소가 필요하며 많은 비용이 소요된다. 만약 정전이 발생해 액체 질소가 지속적으로 주입되지 않으면 세포가 녹아 사용할 수 없게 된다. 동결 건조가 더 적은 비용이 드는 방안이지만 DNA가 손상되는 문제가 있다.
연구팀은 녹차에서 발견되는 카테킨이라는 성분이 DNA를 보호할 수 있다는 점을 발견했다. 생쥐에서 추출한 피부세포를 동결 건조할 때 카테킨을 사용했다. 동결 건조한 피부세포를 생쥐 난자에 주입했더니 정상적으로 생쥐 복제에 성공했다. 피부세포를 최대 9개월까지 동결 건조해도 복제에 문제가 없는 것으로 확인됐다.
연구팀은 “액체질소 없이 전 세계 유전자원을 저렴하게 보관할 수 있는 방법”이라며 “개발도상국 역시 귀중한 유전자원을 안전하게 저장할 수 있을 것”이라고 말했다.
연구팀이 탄생시킨 복제 쥐는 정상적인 번식 능력을 가진 것으로 확인됐다. 암컷 9마리와 수컷 3마리를 일반 쥐와 교배시킨 결과, 모든 암컷이 새끼를 낳았다. 연구팀은 “수컷만 살아남는 멸종 위기에 처한 종에서도 이 기술을 이용해 암컷을 만들어 종을 되살릴 수 있다”고 말했다.