세포분열때관여하는유전자 570여개찾아내

-세포분열 때 관여하는 유전자 570여개 찾아내-

 ‘하나’는 춤을 추다가 어느덧 ‘둘’을 준비하고, 이내 염색체를 잡아당겨 둘로 나뉘는 세포….

 

사람 세포가 분열할 때의 실제 모습을 담은 19만여 건 동영상의 데이터베이스가 웹에 공개됐다.

유럽생물학연구소(EMBL) 연구팀은 최근 인간 유전체(게놈) 유전자 2만1천 가지를 하나씩 작동하지 못하게 한 상태에서 

세포분열 때 어떤 현상이 일어나는지 관찰해왔으며,

이 과정에서 1900만건의 세포분열 장면을 담은 19만건의 동영상 자료를 만들어 과학계에 공개한다고 밝혔다.

1) 얀 엘렌베르그 박사가 이끄는 ‘마이토체크(Mitocheck) 컨소시엄’ 연구팀은

과학저널 <네이처> 최근호(4월1일치)에 그동안의 관찰과 분석 결과를 담은 논문을 발표했다.

과학잡지 <디스커버>의 블로그 뉴스는 이번에 공개된 세포분열 동영상을 두고 

’세포 주연의 영화’, ’축제의 댄스’ 같은 재밌는 표현을 쓰며 보도했다.

 

연구책임자인 엘렌베르그 박사는

“어떤 유전자 하나의 기능을 차단했을 때 나타나는 반응이 기록돼,

다른 과학자들이 같은 데이터를 얻기 위해 몇 주, 몇 달 동안의 실험실 작업을 하지 않고도 

우리가 구축한 데이터베이스(mitocheck.org)에서 결과를 확인할 수 있을 것”이라고 말했다.

(왼쪽부터) 가운데 염색체를 지닌 세포 하나에서, 염색체가 점차 가늘고 길어지다가 양쪽으로 끌려 나뉘면서, 결국에 세포분열이 일어난다. 출처: mitochek.org 동영상 화면

 

세포분열 동영상 데이터베이스의 공개는 생물학자들한테 좋은 평가를 받았다. 

한 세포생물학자는 <네이처> 뉴스 보도에서

“대단한 (연구)자원”이 될 것이라며 

”모든 것을 온라인에 공개한 일은 큰 진보이며 (공개된) 데이터에서 (다른 연구자들이) 새로운 발견도 할 수 있을 것”이라고

평가했다.

 

무수히 많은 세포분열 장면을 포착하고

이를 잘 분류된 데이터베이스로 구축한 일 자체가 어려운 일이지만,

연구팀은 몇가지 아이디어를 발전시켜 이런 일을 이룰 수 있었다고 소개했다.

먼저 연구팀은 유전자 조절 기능을 지닌 아르엔에이 조각(siRNA)들을 이용해 유전자 2만1천 가지 하나하나의 발현을 막았다.

그런 뒤에 어떤 유전자 기능이 차단됐을 때에 그 영향이 세포분열 때 형광표지를 단 염색체에 어떻게 나타나는지 

저속 촬영으로 이틀 동안 관찰했다.

이 과정에는 무려 1900만번의 세포분열이 포착됐다고 한다.

 

당연히 이렇게 쌓인 동영상은 엄청난 양이 됐고,

이것을 쓸모 있느 데이터베이스로 만드는 일도 중요했다.

컴퓨터가 그 일을 했다. 

연구팀이 개발한 ‘영상분석’ 프로그램은 

통상적인 방식으로 세포분열이 일어나지 않은 장면이 담긴 동영상들만을 자동으로 골라냈으며,

이를 다시 몇 가지의 범주들로 분류했다.

이 과정을 거쳐, 

연구팀은 세포분열 과정에 관여하는 유전자 572개를 식별해냈는데,

이는 이미 알려진 세포분열 관련 유전자들의 수보다 2배가량 많은 것이었다.

 

아래 영상은 통상적인 세포분열 과정을 보여준다.

세포는 녹색으로 나타나 있으며,

세포핵 안 염색체는 붉게 처리됐다.

이틀 동안에 일어나는 과정이 저속 촬영돼 36초 분량으로 압축됐다.

동영상에서 세포 2개는 나중에 8개가 됐다. 

 

 

 

이 영상은 ‘OGG1′이라는 유전자의 기능을 유전자 조작으로 차단했을 때 

세포분열 과정에 어떤 일이 일어나는지 보여준다.

동영상에서는 세포분열이 제대로 진행되지 않았다.

분열되지 않은 채 여러 염색체들이 몰려 있는 모습도 보인다.

 

세포분열 동영상들에서는 각각의 유전자들이 세포분열 때에 어떤 역할을 하는지,

어느 단계에서 주로 기능을 하는지에 관한 시각정보를 제공한다. 

이런 정보가 아주 기본적인 생명현상인 세포분열에 관해 더 많은 정보를 제공해주며,

또한 항암제 개발에도 좋은 단서를 제공해줄 것으로 연구팀은 기대하고 있다. 

암세포는 너무 자주 세포분열을 일으키며 증식하는 속성을 지녀

여러 항암제들이 이런 암세포의 세포분열 증식을 억제하는 데 초점을 맞추고 있기 때문에, 

세포분열 연구가 암세포 증식을 막는 데에도 응용될 수 있을 거라는 얘기다.

그러나 연구팀은 “세포분열 자체는 너무도 복잡하고 근본적인 생명현상이어서 다 알기 힘들다”고 말한다.