안녕하세요~ 먹스팀 쓰자마자 생물설명해주러 왔습니다! 지난 포스팅에선 줄기세포가 무엇인지 그중에서 배아줄기세포와 성체줄기세포에 대해 이야기를 했습니다.
지난포스팅은 여기를 참고해주세요! : 줄기세포(1)
자 이번에는 iPS cell(induced Pluripotent Stem cell)이라 불리는 역분화줄기세포에 대해서 설명해보겠습니다. 지난번에는 무슨 직업이든 가질수있는 어린아이처럼 배아줄기세포는 우리몸의 모든 조직으로 변신할수있는 세포 그리고 조금 자란후에 한정적인 직업을 가지게 되는 우리같은 세포를 성체줄기세포라고 설명드렸습니다. 성체줄기세포를 생각해봤을때 세포는 한번 변신해버리기 시작하면 다시 돌아오지않는다 가 일반적인 학계의 인식이었습니다.(피부줄기세포가 간세포로 분화하지못하는것을 생각해보면) 왜냐면 이전까지 반대 사례는 발견되지 않았었거든요 배아세포는 간세포 피부세포 뇌세포 전부 변신할수있지만 우리 피부세포가 갑자기 간이 된다던지 하는 사례요.. 물론 동물의 경우에는 비슷한게 발견되기도 했습니다 도마뱀의 꼬리가 잘린후에 다시 재생된다던지 하는 경우말이죠.
그런데 한 일본인과학자(야마나카신야)가 2006년에 역분화줄기세포(iPS cell) 라는것을 만들어 버립니다. 이미 분화해버린 섬유아세포에 4가지 유전자를 발현시키게해서 배아줄기세포처럼 만들어버린거죠! 무슨말이냐면 이미 대학원생이 되어버린 제가 다시 어린아이가 돼버린겁니다!! 당시 이 논문은 엄청난 센세이션을 일으켰고 결국 6년뒤에 야마나카신야는 이 iPS cell로 40대의 젊은나이로 노벨생리의학상 수상을 했습니다. 나온지 이제 10년이 지났으니 아직도 갈 길이 창창한 분야입니다. 자 일단 어떻게 이게 가능한지를 설명드려야겠죠 사실 우리몸에 있는 모든 세포는 똑같은 DNA를 가지고있습니다. 우리가 수정란일때부터 지금까지 모든세포는 같은 DNA를 갖고있죠. 비유를 하자면 우리 몸의 모든세포는 우리몸을 구성할 수 있는 설계도를 각자 손에 쥐고 있는것입니다. 아 그럼 이미 분화한 세포도 전체설계도를 갖고있으니 어떻게 잘 구슬리면 배아줄기세포가 될수도있지않겠느냐 가 야마나카신야가 생각한 방식입니다.
그럼 피부세포도 간세포도 같은 DNA를 갖고있는데 왜 어떤 것은 간세포가 돼고 어떤것은 피부세포가 되느냐 라고 물어보실수있는데 각 세포들이 DNA의 모든 유전자를 동일하게 발현하는것이 아닙니다! 즉 전체설계도는 전부 쥐고있는데 일부만 사용하는거죠 일부의 유전자만 발현시키는데 각 조직마다 발현하는 유전자와 발현량이 다릅니다. "피부세포는 설계도 1,4,5장만 보고 단백질 만들고 간세포는 1,6,8장 참고해서 단백질 만들어 특히 간세포는 8장 신경써서 만들고!" 이런식입니다. 그래서 야마나카 신야는 배아줄기세포에서 많이 발현하는 유전자를 이미 분화한 세포에 강제로 발현해주면 배아줄기세포가 되지않을까? 라고 생각했습니다. 어차피 DNA는 똑같이 갖고있으니까요! 설계도가 있으니까요!
그래서 제 기억에 24개 정도 후보 유전자들을 추리고 노가다를 기획했었다고 들엇습니다. 1번 넣어보고 2번넣어보고 3번넣어보고 ~~~ 1+2 넣어보고 1+3번 넣어보고 1+4번 넣어보고 ~~~ 이런식으로요..(대학원생만 죽어나는거죠) 이렇게 하면 실험을 해야하는 경우의 수는 2^24개, 천만개가 넘는 조합이 가능하겠죠 유전자 몇개를 넣어줘야 하는지 실제로 되는지조차 불분명했으니까요. 끔찍합니다 성공할줄알았다면 신나서 실험했겠지만 당시에는 무모한 도전이었거든요 저 유전자발현시키는데 쓰이는 돈도 꽤나 들어가고요. 근데 그 랩에 실험을 주도했던 대학원생중에 한명이 꽤나 불성실하고 게을렀던 모양입니다. 유전자 24개를 한방에 넣어버려서 배아줄기세포처럼 변하는지 확인해보고 1개씩 빼봐서 배아줄기세포처럼 안변하는 4개 유전자를 찾아버립니다.(실제로 이렇게 실험하려고 마음먹기도 힘듭니다. 제 월급의 100배가 넘는 돈을 실험 한방에 써야하니까요 실패하면 교수님도 뒷목잡으시겠죠)
결국 이렇게 생물학계 역사의 한획을 긋는 줄기세포가 탄생했습니다. 아이디어도 중요하지만 불가능에 가까운일에 도전하고 성공한 케이스라 더욱 빛나보입니다. 실제로 야마나카신야는 의사였습니다만 실력은 훌륭하지않아서 늦게 과학자에 입문했다고합니다 인생도 iPS cell같지않나요? 의사로 이미 분화한 상태에서 과학자로 훌륭하게 변신을 성공했으니까요. 오늘 포스팅은 이렇게 교훈적으로 마무리하고 다음 포스팅에서 iPS의 치료제로써의 가능성, 한계 그리고 직접교차분화세포에 대해서 포스팅 해보겠습니다. 읽어주셔서 감사합니다. 이 글이 도움이 되셨다면 팔로우 및 보팅 부탁드려요~