정상 세포처럼 세포분열하고 증식하는 단세포합성생물 'JCVI-syn3A'를 개발했다고 J · C · 벤터연구소와 MIT, 미국의 국립표준기술연구소(NIST)로 구성된 합동연구팀이 발표했습니다.
Genetic requirements for cell division in a genomically minimal cell: Cell
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00293-2
Scientists built a perfectly self-replicating synthetic cell | Live Science
https://www.livescience.com/synthetic-cell-division.html
Scientists built a perfectly self-replicating synthetic cell
www.livescience.com
JCVI-syn3A의 현미경 영상이 YouTube에 공개되어 있습니다.
Genes Necessary for Cell Division in Modern Bacterial Cells Identified - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=BBaUM7AyoIs
인공 박테리아를 제작하는 시도는 이번이 처음은 아닙니다. J · C · 벤터연구소는 염소의 감염을 일으키는 Mycoplasma mycoides라는 세균에서 천연 DNA를 제거하고 인간이 편집한 DNA를 주입한 'JCVI-syn1.0'를 2010년에 만들었습니다.
또한 2016년 연구팀은 이 JCVI-syn1.0를 바탕으로 하여 염기서열(게놈)을 실험용 배지에서 증식할 수 있는 최소한으로 줄여 총 473종류의 유전자정보밖에 없는 DNA를 주입한 JCVI- syn3.0를 만들었습니다. 이 JCVI-syn3.0는 세포분열을 계속하여 증식할 수 있었지만, 세포분열이 정상적으로 이루어지지 않아서 성장을 거듭할 때마다 형태가 크게 변화한다는 문제가 있었습니다. 현미경 영상을 보면 크기가 제각각인 것을 확인할 수 있습니다.
그래서 연구팀은 JCVI-syn3.0에 새롭게 19종류의 유전자정보를 추가함으로써 증식에 의한 형태변화를 억제하여 정상적인 세포분열을 하도록 의도한 단세포합성생물 'JCVI-syn3A'를 디자인했습니다 .
연구팀에 따르면 세포분열 과정을 더 일정하게 실행하는 데 관여하는 유전자는 7종류로, 그 중 'ftsZ'와 'sepF'라는 두 유전자정보는 세포막의 물리적 특성을 변화시켜 적절한 분열을 가능하게 하는 기능이 있는 것으로 나타났습니다. 그러나 세포분열 메커니즘에 어떤 유전자가 어떻게 움직이는지는 완전히 규명되지 않아서, 연구팀은 이를 향후 연구과제로 보고 있습니다.
연구팀은 "우리는 생명의 기본 설계규칙을 규명하고자 합니다. 이 JCVI-syn3A가 설계규칙의 해명에 도움이 된다면, 우리는 한 걸음 더 내딛을 수 있습니다"라고 말합니다.
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