유전질환 치료 등 기대

팔다리와 젖샘을 비롯한 포유류의 몸통 형성에 대한 비밀이 밝혀졌다.

정한성 교수를 비롯한 김재영, 조경원 연구원 등으로 구성된 연세치대 구강생물학교실은 세포 내 유전자의 상호작용에 의해 등(背)과 배(腹) 및 팔다리 등 신체기관이 형성된다고 발표했다. 3차원 형상을 가진 포유류 발생과정 연구에 주력, 등과 배의 경계를 결정하는 유전자의 기능을 세계에서 처음으로 찾는 성과를 낸 것이다.
이제까지 생물 발생에 대한 연구는 주로 상하좌우 축의 2차원적 모습을 지닌 원시동물의 몸통 형성과정 규명에 국한돼 있었다.

특히 이번 연구로 포유류에서 동종을 확인하는 방법인 종별 고유의 몸통 털 경계(coat color)도 Tbx3와 Bmp4유전자의 기능에 따라 형성됨을 확인하게 돼 동물 진화 연구에도 큰 단초를 제공할 전망이다.
연구진은 쥐의 배아를 이용, 그 발생과정을 관찰한 결과 몸통 조직에서 등(背)쪽 형성에 관여하는 Tbx3와 배(腹)쪽 형성에 관여하는 Bmp4 두 유전자의 소위 밀고 당기는 역학관계(Harmonious Regulation)에 따라 몸통이 형성되고 이에 따라 팔다리와 유방의 위치 결정과 형태가 만들어짐을 확인했다.

연구진에 따르면 “세포 내 Tbx3와 Bmp4라는 유전자의 상호작용에 따라 등배 축(軸)이 형성되면, 이 축에 따라 몸통의 팔과 다리 및 젖샘(유방)의 위치가 결정된다”고 밝혔다.
아울러 연구진은 팔과 유방의 위치가 정상보다 등 쪽으로 밀리거나 전혀 다른 곳에 위치하고 손의 새끼손가락과 팔의 자뼈(Ulnar)의 형성에 문제가 생긴 채 태어나는 UMS (Ulnar Mammary Syndrome)와 같은 선천성 희귀 유전자질환 치료 및 사고나 질병으로 손상된 신체기관의 재생에 있어 중요한 정보를 제공할 것으로 기대하고 있다.

한국과학재단 구강악안면경조직재생연구센터(MRC)의 지원으로 이뤄진 이번 연구결과는 세계적 기초의학 학술지인 미국국립과학학회보(PNAS) 11월호에 “Molecular interactions between Tbx3 and Bmp4 and a model for dorsoventral positioning of mammary gland development”의 제목으로 게재됐다.
김용재 기자
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