2023년 3월 8일에 런던에서 개최된 '인간게놈 변편집에 관한 제3회 국제회담'에서 불임치료의 가능성을 높이는 기술의 초기 개념의 실증으로 '수컷 마우스의 세포로부터 난자를 만들고 수정하고 나서 암컷의 마우스에 이식하는 식으로 수컷과 수컷 사이에서 마우스를 낳는 데 성공했다”는 연구결과가 공개되었습니다.
The mice with two dads: scientists create eggs from male cells
https://doi.org/10.1038/d41586-023-00717-7
Mice have been born from eggs derived from male cells | New Scientist
https://www.newscientist.com/article/2363627-mice-have-been-born-from-eggs-derived-from-male-cells/
Mice have been born from eggs derived from male cells
A method for turning male cells into egg cells in mice could one day be used to help men in a same-sex couple have children who are genetically related to them both
www.newscientist.com
인간의 세포에는 46개의 염색체가 있습니다. 이 중 한 쌍은 성염색체로 되어 있고 암컷의 경우는 XX, 수컷의 경우는 XY라는 조합을 가지고 있습니다. 그리고 난자와 정자는 생성과정에서 감수분열하기 때문에 핵상은 단상이 됩니다. 즉, 난자에 포함되는 성염색체는 반드시 X, 정자에 포함되는 성염색체는 X 또는 Y가 됩니다. 즉 아이의 성별은 정자의 성염색체에 의해 결정된다는 것입니다.
수컷과 수컷에서 배아를 만드는 시도는 지금까지 연구되어 왔으며 미시간 주립대학 이스트 랜싱교의 발생생물학자인 키스 레이섬 씨는 "2018년에는 ES세포를 사용하여 2마리의 암컷 또는 2마리의 수컷 사이에서 강아지를 낳는 데 성공했고 성장하고 번식력도 있었지만 수컷 사이에서 태어난 강아지는 불과 며칠밖에 살 수 없었다”고 전했습니다.
2020년 오사카대학 대학원 의학계 연구과에서 게놈생물학을 연구하는 하야시 카츠히코 교수는 성체의 수컷 마우스에서 채취한 세포를 사용하여 난자를 만드는 프로젝트에 착수했습니다. 하야시 교수 연구팀은 수컷 마우스에서 채취한 세포를 재프로그램함으로써 iPS세포를 작성했고 이 세포의 일부가 자연적으로 Y염색체를 잃을 때까지 배양을 계속했습니다.
그 후 염색체의 불안정화를 촉진하는 리버신이라는 화합물로 처리해 성염색체가 XX가 된 iPS 세포를 찾아낸 후 난자를 형성하는데 필요한 유전자 시그널을 가했습니다. 이렇게 형성된 난자를 마우스의 정자로 수정시키고 그 배아를 암컷 마우스의 자궁에 이식했다고 합니다.
이식한 630개의 배아 가운데 7개만 성장했지만 성체가 되어 생식능력을 가지고 있었다고 보고했습니다. 향후 이 실험에서 얻어진 새끼 마우스를 주의 깊게 관찰하고 종래의 방법으로 태어난 개체와 다른 점이 없는지를 조사할 필요가 있다고 합니다.
특히 유전자의 활동에 영향을 미치는 DNA의 후성적 화학장식이 수컷 세포 유래의 난자에 얼마나 계승되고 있는지도 향후 연구에 기대되는 포인트라고 합니다. 후성유전자는 개체발생이나 세포분화 과정 등 중요한 생명현상에서 필수적인 메커니즘이기 때문에 후성유전자의 변화가 어떠한 이상으로 이어질 수 있을 것으로 생각됩니다.
하야시 교수는 마우스와 인간 사이에는 큰 차이가 있으며 이번 연구와 같은 방법을 인간 세포에 사용할 수 없을 가능성도 있다고 말합니다. 공동연구자로 교토대학의 발생생물학자인 사이토 츠츠키 씨는 이 연구방법으로 인간의 세포로부터 난자를 만들려고 하면 배양에 상당한 시간이 걸려 버릴 가능성이 있어 유전적인 이상이나 후성유전의 변화도 축적되어 버린다고 지적했습니다.
일본생명윤리학회의 멤버로 홋카이도대학안전보건본부의 이시이 테츠야 교수는 “하야시 교수의 연구는 인간의 생식을 새로운 영역으로 이끌 수 있고 이 연구가 인간에 적용되면 남성커플이 대리모의 협력하에 친자를 가질 수 있게 될지도 모른다"고 전망했습니다.
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