사랑의 에너지

2017. 3. 27. 13:34

생명의 시작

난자가 정자와 만나 수정된 지 6주 동안은 뇌·심장·콩팥·간·소화 기관·탯줄 등 여러 기관이 형성된다. 한 달 정도 자란 어린 개체를 배아라고 하며, 배아의 크기는 약 0.5㎝ 정도이다. 이 시기에는 양막이 점차 발달된다. 양막의 그 안쪽은 양수로 차서 외부 충격으로부터 배아를 보호해 주고 일정한 온도를 유지해 준다.

또한 태반이 발달하면서 탯줄이 생겨 배아와 모체 간에 양분과 노폐물을 주고받는다. 이 시기는 신체의 각 부분이 만들어지는 매우 중요한 기간이다. 특히 이 시기에는 모체가 흡수한 술과 니코틴, 약물 등이 배아에게 직접 영향을 주어 신체적·지능적으로 비정상적인 아이가 될 수도 있다. 수정 후 8주 정도 되면 팔·다리·손가락·발가락 등 대부분의 기관이 형성되어 완전한 사람의 형상을 갖추게 된다. 이 때 배아의 크기는 약 2.5㎝이고, 남녀의 성 구별은 아직 어렵다.

명의 시작 (2011. 6. 20., 휴머니스트)

 

 첫 번째 분열, 난할 

 수정란이 아기가 되기까지 거쳐야 할 첫 번째 과정은 양적 성장이다. 인체를 이루는 세포의 총 개수는 약 50~120조()에 이른다고 한다. 단 하나의 수정란이 이 정도 개수로 불어나기 위해서는 갈 길이 머니 서둘러 분열을 시작해야 한다.

난할을 거듭하는 수정란.수정란은 난할을 거쳐 2세포기, 4세포기, 8세포기 등 세포의 수가 2의 배수로 늘어난다.

수정 이후 약 30시간쯤 지나면 드디어 수정란의 첫 번째 분열이 시작된다. 이때의 분열을 난할(, cleavage)이라고 한다. 수정란의 세포분열은 분열 이후 유전물질이 감소되지 않는 체세포분열의 일종임에도 불구하고, 굳이 ‘난할’이라는 이름을 쓰는 이유는 무엇일까?

난할의 영어 표기인 cleavage의 뜻은 ‘두 개로 나누다, 가르다’는 뜻을 지닌다. 그래서 깊이 개진 골짜기나 정당의 분열, 혹은 여성의 (풍만한) 가슴골도 cleavage로 표기한다. 초기 수정란에 난할이라는 이름을 붙인 이유는 이 시기의 세포분열은 그저 수정란 자체가 잘게 쪼개지는 형태로 일어나서 분열이 거듭될수록 세포의 크기가 점점 작아지기 때문이다.


난할을 거쳐 2세포기, 4세포기, 8세포기 등 세포의 개수가 2의 배수로 늘어나는데, 수정 후 4일 경이 되면 수정란은 자잘한 세포들이 꽉 들어찬 산딸기 모양으로 변하게 된다. 이 시기 배아는 뽕나무 열매인 오디를 닮았다고 하여 상실배() 혹은 오디배(morula)라고 부른다. 수정란은 공간적 제한으로 인해 난할을 하는 것으로 여겨진다.

난자는 정자와 수정을 통해 수정란이 되었지만, 여전히 단단한 투명대에 둘러싸인 상태이므로 수정란은 공간적 제한을 받는다. 보통 이 투명대는 수정 후 5~6일 경에야 벗겨지는데, 이 과정을 마치 병아리가 알에서 깨어나는 것과 같다 하여 부화(hatching)라고 한다.

이제 수정란에서 배아로의 변신

자궁과 난소를 잇는 나팔관에서 만들어진 수정란은 난할을 하는 와중에도 자신이 앞으로 살아갈 장소인 자궁으로 내려가는 것을 멈추지 않는다. 일반적으로 수정 후 4일 즈음, 그러니까 오디배 상태쯤 되면 배아는 자궁에 다다른다. 자궁에 다다르면 자궁에서 분비되는 자궁액(uterine fluid)이 투명대를 지나 오디배 안으로 스며드는데,

이로 인해 오디배는 안쪽이 자궁액으로 채워진 물풍선 같은 모양을 띄게 된다. 이제 포배() 혹은 주머니배(blastula)로 이름이 바뀐 배아는 이제 서서히 자신을 둘러싸고 있는 투명대를 탈출해 자궁벽에 착상할 준비에 들어간다.

자궁벽에 착상을 시도하는 배아의 구상도.

이제 수정란이라기보다는 배아(, embryo)라고 불리는 것이 더 적절해진 배아는 이제 본격적으로 한 사람의 인간으로 자라기 위해 변신한다. 이 시기 배아에 일어나는 특이한 변신은 지금까지는 모두 동일했던 세포들이 저마다 다른 운명을 가지고 분화하는 현상이다. 주머니배를 구성하는

세포들은 이제 동일한 운명에서 벗어나 장차 아이로 자랄 세포와 아이를 보호하고 모체에 달라붙어 영양분을 얻는 태반과 탯줄이 될 세포로 역할을 구분한다. 이들의 운명 결정 배경은 '위치'에 의해 일어난다. 자궁액이 스며들어와 포배가 만들어질 때, 가장 바깥쪽에 한 층으로 늘어선 세포들은 장차 태반과 탯줄이 될 영양막(trophoblast)이 되며, 여러 개의 세포들이 한쪽으로 몰린 부분은 장차 아기로 자라날 배아모체(embryoblast)가 된다.


투명대를 벗어버리고 부화된 배아가 엄마의 자궁벽에 달라붙는 과정에서 영양막은 작은 돌기 같은 것들을 만들어 자궁벽을 콱 찍어 배아가 미끄러지지 않도록 하는 한편, 단백질 분해효소를 생성해 자궁벽을 파고든다. 이런 과정을 통해 배아가 완전히 자궁벽에 착상하기까지는 약 1주일 정도 걸린다. 일반적인 것은 우리가 '임신했다'고 말하는 것은 배아가 자궁벽에 무사히 파고들었다는 것을 의미한다.

임신의 성공 여부는 수정란이 형성되었다는 것보다 자궁벽에 무사히 착상했다는데 무게가 실린다. 사실 인간의 임신 과정을 살펴보면 수정란의 형성 개수가 임신의 회수보다 항상 많이 나타난다. 다시 말해 이는 수정란이 만들어졌다고 해서, 이들이 모두 착상하는 것은 아니라는 것이다. 학자들의 보고에 따르면 전체 수정란의 30~45%가 착상에 성공하지 못해 수정은 되었으되 임신으로 이어지지 못한다고 한다.

착상 여부에 따라 임신의 성공 여부가 결정

배아가 제대로 착상하지 못했을 때 '임신진단시약에서는 화학적 반응이 관찰되었다'는 뜻으로 '화학적 임신'이라 이야기한다. <출처: Gettyimage>


임신 진단 기술이 발달하지 못했던 예전에는 수정란의 착상 실패 사실 자체가 알려지지 않았으나, 요즘은 여성의 혈액과 소변을 통해 임신과 관련된 호르몬인 hCG(human Chorionic Gonadotrophin)의 양을 체크할 수 있는 기술이 발달하면서 이런 현상이 자주 목도되고 있다.

임신을 계획하는 여성들은 종종 월경 예정일에는 월경이 없고 임신진단시약으로 테스트를 하면 흐릿한 반응이 나오다가 며칠 후 평소보다 많은 양의 출혈이 동반되는 월경을 경험하는 경우가 있다.

전문가들은 배아가 착상하는 과정에서 여러 가지 이유로 인해 제대로 착상하지 못했을 때 이런 결과가 나타난다고 말한다. 때로는 이를 '임신진단시약에서는 화학적 반응이 관찰되었다'는 뜻으로

'화학적 임신'이라고 이야기하기도 하지만, 이는 엄밀히 말해 임신이 성공한 것은 아니기에 이를 임신의 횟수에 포함시키지 않는다(착상 이후 일어나는 유산은 일단 임신에 성공한 것으로 보기에 임신 횟수에 포함시킨다).


화학적 임신이 왜 일어나는지는 명확히 알 수 없지만, 전문가들에 따르면 초기 배아의 착상 실패의 가장 큰 원인은 염색체 이상 때문에 일어난다고 말한다. 배아가 초기에 빠르게 분열하는 과정에서 염색체가 골고루 나뉘지 않고 한쪽으로 쏠린다거나 하는 경우, 발생 과정에 문제가 생기고 착상에 꼭 필요한 호르몬인 hCG 생산이 부족해져 착상에 실패한다는 것이다. hCG는 자궁벽을 두텁게 하고 혈관을 발달시키는 호르몬인 프로게스테론이 분비되도록 하고,

모체의 면역 세포가 배아를 이물질로 인식해 공격하는 것을 막는 작용을 하여 배아가 무사히 자궁에 자리 잡도록 돕는다. 또한 hCG는 입덧을 일으키는 원인 물질로도 의심받고 있는데(일반적으로 입덧이 심한 여성일수록 혈액 내 hCG 수치가 높다는 보고가 있다), 입덧이란 배아가 외부 물질에 영향을 심하게 받는 초기 발달 과정에서 엄마가 해로운 물질을 먹는 것을 막기 위해 일어나는 반응이라는 설이 있는 만큼, hCG는 다방면에 걸쳐서 배아가 스스로를 보호하고 생존 및 성장할 수 있도록 지켜주는 든든한 보호자의 역할을 해 낸다.

무사히 자궁 내로 내려와 투명대도 잘 벗어버리고, 염색체 이상을 일으키지 않고 분열하여, hCG와 프로게스테론 수치도 충분하고, 엄마의 면역세포가 거부반응도 일으키지 않고, 자궁벽도 폭신하고 두텁게 부풀어올라 파고들기 적당하다면 드디어 배아는 자궁벽에 착상하여 본격적인 발달을 시작하게 된다. 임신이란 이 모든 조건들이 적당하게 어우러졌을 때 일어나는 신비의 하모니인 것이다.

 

시사상식사전

   

배아복제[ ]        

핵을 제거한 난자와 사람의 귀 등에서 추출한 세포핵을 융합해 배아를 만드는 행위

생물체에서 체세포를 채취해 배양 처리한 후 이 세포를 핵이 제거된 난자에 주입해 세포를 융합시키는 과정을 체세포의 핵이식 과정이라고 한다. 이처럼 체세포에 핵이식된 융합난자를 인큐베이터에서 배양하면 정상적으로 정자와 난자가 결합된 것처럼 세포가 2, 4, 6, 8, 16개로 분할되는 과정을 거치게 된다. 이후에 분할된 난자가 자궁에 착상돼 분만되면 복제된 생명체가 나오게 되며 난자를 자궁에 착상시키지 않은 상태까지를 배아복제라고 한다.

영국 정부가 지난 2000년 8월 16일 세계 최초로 의료를 목적으로 한 인간 배아복제를 허용한 이후 2001년 11월에 미국의 어드밴스트 셀 테크놀로지(ACT) 사가 사상 최초로 사람의 체세포를 이용한 인간 배아복제에 성공하였다. 수정한 지 14일이 안 된 배아는 척추, 내장 등 신체기관이 발생하지 않은 채 무한 세포분열을 거듭한다.

14일이 지나면 척추로 자라는 원시선(primitive streak)이 생기는 등 태아의 단계로 나간다. 때문에 인간 배아복제를 둘러싼 문제는 세포 배양 기간 ‘14일’에 있다. 특히 특정 장기로 분화되기 전 배아기의 세포를 가리켜 '줄기세포(stem cell)'라 하는데, 이 세포는 심장이나 신장, 간, 혈액, 신경 등 인간의 온갖 장기와 신체 조직으로 발전할 가능성을 갖고 있어

'만능세포'로도 불린다. 배아세포를 복제한 뒤 인공적 통제를 통해 심장, 신장, 골수 등 필요한 줄기세포 부분을 집중 배양하여 이 부분만 적출, 장기이식 등 환자의 치료에 쓸 수 있다는 것이다. 이와 관련하여 과학자들은 수정한 지 14일 미만의 배아는 생명체가 아니기 때문에

13일까지의 배아를 복제 대상으로 하는 것은 윤리적으로 문제될 게 없다는 입장이다. 각종 신체 기관이 아직 형성되기 전 단계라는 근거에서다. 그러나 종교계 등 반대론자들은 배아 자체도 생명이며, 이런 복제가 허용될 경우 결국 완전한 형태의 인간 복제로 귀결될 것이라고 경고하고 있다.

배아복제 [胚芽複製] (시사상식사전, 박문각)

 

 

 

 

 두산백과

배아줄기세포[ embryonic stem cell , ]        

배아의 발생과정에서 추출한 세포로, 모든 조직의 세포로 분화할 수 있는 능력을 지녔으나 아직 분화되지 않은 '미분화'세포이다.

난자와 정자가 결합하여 수정란이 된 후, 하나의 세포로 시작한 수정란은 세포분열을 통해 여러 개의 세포로 이루어진 배반포(blastocyst)가 된다. 배반포의 안쪽에는 내세포괴(inner cell mass)라고 하는 세포들의 덩어리가 있는데, 이 세포들은 세포분열과 분화를 거쳐 배아(embryo)를 형성하고, 배아는 임신기간을 거치면서 하나의 개체로 발생하게 된다. 이 과정에서 내세포괴의

세포들이 혈액, 뼈, 피부, 간 등 한 개체에 있는 모든 조직의 세포로 분화하게 되는 것이다. 이러한 내세포괴의 세포를 배반포로부터 분리하여 특정한 환경에서 배양하면, 더 이상 분화는 일어나지 않지만, 분화할 수 있는 능력은 여전히 가지고 있는 상태의 세포로 만들 수 있다. 이러한 세포를 배아줄기세포라고 한다.



배아줄기세포는 모든 조직의 세포로 분화할 수 있는 능력을 지니고 있으며, 이론상으로는 무한정 세포분열을 할 수 있다. 이러한 특성을 이용하여 부상이나 질병 등으로 조직이 손상되었을 때 배아줄기세포를 원하는 조직으로 분화시켜서 그 조직을 재생시키는 데 이용할 수 있도록 연구 중에 있다.

배아줄기세포 [embryonic stem cell, 胚芽─細胞] (두산백과)

 

환자맞춤형배아줄기세포

배아줄기세포는 난자와 정자가 결합하여 수정란이 된 후 세포분열을 통해 만들어진 세포들의 일부를 분리하여 분화 능력을 계속 유지하도록 만든 것으로서, 이러한 배아줄기세포를 만드는 과정에서 수정란이 원래 가지고 있는 핵을 제거하고, 대신 환자의 체세포 핵을 이식하면 환자의 핵을 가진 수정란이 된다.
이 환자의 핵을 가진 수정란을 이용하여 만든 배아줄기세포를 말하며 면역거부반응이 일어나지 않아 다른 사람으로부터 이식된 배아줄기세포보다 치료에 더 유리할 것으로 기대되고 있다.

여러 종류의 조직으로 분화할 수 있는 능력을 가진 세포를 '줄기세포'라고 하는데, 이러한 줄기세포 중의 한 종류가 '배아줄기세포' 이다.

배아줄기세포는, 난자정자가 결합하여 수정란이 된 후 세포분열을 통해 만들어진 세포들의 일부를 분리하여 분화 능력을 계속 유지하도록 만든 것으로서, 여러 종류의 조직으로 분화할 수 있는 능력을 이용하여 여러 질병을 치료할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 즉 질병이나 부상으로 인하여 조직이 손상된 환자에게 줄기세포를 이식하여 원하는 조직으로 분화시켜서 조직을 재생시킨다는 것이 치료의 요점이다. 그런데 이때

이식하는 줄기세포는 환자의 세포에서 유래한 것이 아니기 때문에, 다른 사람의 장기를 이식했을 때처럼 면역거부반응이 일어날 수 있다. 이러한 문제점을 해결할 수 있을 것으로 생각되는 것이 바로 '환자맞춤형배아줄기세포' 이다.

배아줄기세포를 만드는 과정에서 수정란이 원래 가지고 있는 핵을 제거하고, 대신 환자의 체세포 핵을 이식하면 환자의 핵을 가진 수정란이 된다. 한 세포의 거의 모든 특성은 핵에 의해 결정되기 때문에, 환자의 핵을 가진 수정란을 이용하여 배아줄기세포를 만들면 환자의 세포와 거의 유사한 특성을 갖는 줄기세포를 만들 수 있는 것이다. 이를

환자에게 이식해서 조직으로 분화시키면 환자의 원래 조직과 그 특성이 이론상 거의 같기 때문에 면역거부반응이 일어나지 않는 것이다. 따라서 다른 사람으로부터 이식된 배아줄기세포보다 치료에 더 유리할 것으로 기대되고 있다.

배아줄기세포(Embryonic stem cells, ES cells)는 배반포내세포 집단에서 유래한 분화다능 줄기세포이다. [1] [2] 난자와 정자가 결합하여 수정란이 된 후, 하나의 세포로 시작한 수정란은 세포분열을 통해 여러 개의 세포로 이루어진 배반포가 된다. 배반포의 안쪽에는 내세포괴라고 하는 세포들의 덩어리가 있는데, 이 세포들은 세포분열과 분화를 거쳐 배아를 형성하고,

배아는 임신기간을 거치면서 하나의 개체로 발생하게 된다. 이 과정에서 내세포괴의 세포들이 혈액, 뼈, 피부, 간 등 한 개체에 있는 모든 조직의 세포로 분화하게 된다. 때문에 배아 단계에서 추출한 줄기세포는 뼈, 간, 심장 등 장기로 발전할 수 있는 만능세포라고 불린다.


배아줄기세포로 각종 난치병 치료에 쓰이는 장기 세포를 시험관에서 무한정 만들어 이식할 수 있다면 인류의 꿈인 무병장수가 실현된다. 기증된 장기가 부족한 현실에서 꼭 필요한 기술이다. 현재 백혈병, 파킨슨병, 당뇨병 등에 걸린 환자에게 장애가 생긴 세포를 대신하는 정상 세포를 외부에서 배양, 주입하여 치료하려는 시도가 행해지고 있다.

또한 무엇보다도 불임부부에게 새로운 희망을 줄 수 있다. 즉 성세포(정자)에 문제가 있어서 정상적인 방법으로는 수정이 불가능한 부부를 위해 여러 가지 방법들이 강구되어 왔지만 체세포핵이식술을 이용하면 정자가 없이도 수정이 가능하므로 이 문제를 완전히 다른 차원에서 해결할 수 있는 길이 열린다. 수핵 세포질로 어머니의 난자를 이용하고 세포핵으로

어머니, 혹은 아버지의 체세포를 이용한다면 어머니와 꼭 닮은 딸, 혹은 아버지와 꼭 닮은 아들을 낳을 수도 있는 것이다. 또 수정란의 배 분리 기술을 이용하면 자궁에 이식하기 전에 수정란을 검사하여 결함이 있는 것을 걸러 내거나 혹은 그 유전자만을 교정하여 원하는 건강한 아기를 얻을 수 있다.

 

속성

배반초기의 포유류의 배아 유래에서 배아줄기세포는 모든 세포 유형으로 전파하는 능력에 의해 분화하는 능력에 의해 구별된다. 배아줄기세포의 특성은 정상적인 핵형을 가지고 높은 분포양상을 유지하며 눈에 띄는 장기 증식 능력을 발휘한다.

분화다능

내부 세포 덩어리의 배아줄기세포 는 원시 외 배엽을 생성하도록 분화 할 수 있는 , 즉 분화다능이라 한다. 결국 3차 배엽의 모든 유도체 낭배 형성 시에 분화 : 외배엽 , 내배엽 , 중배엽이다. 이들은 성인의 체내에 220 개 이상의 세포 유형의 각각을 포함한다.분화다능은 성인에서 발견되는 성체 줄기 세포에서 배아줄기세포로 구별한다.

배아줄기세포 는 체내의 모든 세포 유형을 생성 할 수 있지만, 성체 줄기 세포 는 전분화능이며, 세포 유형에만 한정된 숫자 를 생성 할 수 있다. 배아줄기세포의 다능성 분화능을 시험관 내에서 이용할 수 있다면, 그것은 얻는것은 사실상 세포 또는 조직 형을 도출하는 수단 일지도 모른다. 이것은 연령, 질환 또는 외상은 조직의 손상 또는 기능 상실을 초래한 조건의 다양한 라디칼 새로운 치료 접근을 제공한다

전파

또한 정의된 조건하에서 배아줄기세포를 미분화 상태로 무한히 자신을 전파 할 수있는 거의 모든 성숙 세포의 표현형을 아마 전구 세포의 형성을 통해 구별 위해 적절한 신호가 공급 능력을 가지고 있다.[5] 이것은 지속적인 연구 또는 임상 사용을 위해 자신의 무한한 수를 생성 할 수 있기 때문에 배아줄기세포 연구 와 재생 의학 모두를 위한 유용한 도구로 사용될 수 있게 한다.

유용성

왜냐하면 그들의 가소성및 자기 재생을위한 잠재적으로 무제한의 용량을 배아줄기세포 치료 는 손상 또는 질환 후의 재생 의료 및 조직 치환을 위해 제안되어 있다. 잠재적으로 다능성 줄기 세포에 의해 치료 될 수 있는 질환은 혈액과 관련된 면역 체계의 유전적 질환, 암 및 실패 수를 포함한다.

줄기 세포 치료의 윤리적인 문제 이외에 동종 줄기 세포 이식에 관련된 이식편대숙주병의 기술적 문제점이있다. 그러나 조직 적합성과 관련된 이러한 문제는 자가 기증자 성체 줄기 세포 를 사용하여 해결할 수 있는 치료할 수 있다. 체세포 핵 이식 ( SCNT ) 라는 방법에 의해 행해져 치료 복제는 미토콘드리아

DNA (mDNA의) 변이된 질환에 대한 유리한 경우가 있다. 정의된 요소와 체세포의 재프로그래밍하여 더 최근에는 세포 은행 또는 줄기에 이용된다. 배아줄기세포는 수용체와 세포가 면역 적합하여 또한 기증자의 조직의 부족 문제를 극복하고 하는 것이 가능 것이라는 희망을 주고 있다. 배아줄기세포의 다른 잠재적인 사용은 초기 인간 발달의 조사, 유전자 질환의 그리고 독성 시험을 위한 in vitro계로서 연구가 포함된다.

 

KISTI의 과학향기 칼럼

해외과학이 포기한 한국과학의 쾌거? 배아줄기세포 배양 성공

주제생명과학





과학적인 쾌거!, 기적!
세계 최초로 복제된 인간 배아에서 줄기세포를 추출하는 데 성공했다는 소식이 알려지자, 전세계 미디어들은 난치병 치료에 새로운 돌파구를 열었다며 대서 특필했고, 세계 과학계는 이에 대해 찬사를 아끼지 않았다. 정부도 노벨과학상의 꿈을 실현하기 위해 황우석 노벨상 후원회를 결성해 지원하기로 했다는 소식이다.


한 여성에게서 떼어 낸 세포로부터 남성의 도움 없이 배아 줄기세포를 배양해 내는데 성공한 사실은 한국 과학기술의 역사에서 가장 훌륭한 쾌거로 기록될 것이다. 과학기술이 앞선 서양의 과학계에서도 불가능하다고 여겨 포기하다시피 한 연구를 우리 과학자들이 국내에서 이룩한 업적으로, 전 세계 과학계의 주목을 받게 된 것은 사실상 이번이 처음이기 때문이다.


그렇다면 퇴행성 질환으로 고통 받고 있는 수많은 환자들에게 희망을 안겨 줄 것이라는 이 획기적인 연구가 구체적으로 난치병 치료에 어떻게 이용되어 우리의 건강이 어떻게 달라지게 되는 것일까?


줄기세포란 무엇인가?
줄기세포란 구체적으로 열매나 꽃을 맺기 전 단계인 줄기에 해당하는 세포를 말한다. 물론 뿌리는 정자와 난자가 만나서 이뤄진 수정란이라는 한 개의 세포다. 수정란은 2→4→8개식으로 분열해 줄기세포 단계를 거친 뒤 혈액이나 뼈, 뇌 등 구체적 세포로 분화한다.


이번 배양에 성공한 줄기세포를 간단히 설명하면, 우선 난자에서 핵을 제거하고, 핵이 제거된 난자에 체세포의 핵을 이식한 것이다. 핵을 제거하는 이유는 핵에 DNA(유전물질)가 들어 있기 때문이다. 핵치환 기술은 이미 여러 곳에서 많이 시도되었고 또한 성공했다.


그런데 이렇게 핵치환이 된 세포(즉, 핵이 제거된 난자에 체세포의 핵을 넣은 세포)가 분열을 해서 완전한 개체로 성장할 수 있는 능력을 가진 줄기세포인 8세포기 이상으로 분열할 수 있도록 만드는 것은 그동안 불가능하다고 세계 과학계에 알려져 왔다. 바로 그 장벽을 황우석 교수팀이 무너뜨린 것이다.


왜 줄기세포가 그토록 중요한 것일까?
줄기세포가 중요한 이유는 바로 환자에게 필요한 세포를 선택적으로 얻을 수 있기 때문이다. 줄기세포는 아직 간, 폐, 심장 등 구체적 장기()를 형성하기 이전에 분화를 멈춘 배아 단계의 세포이므로 인체의 모든 세포로 성장할 수 있는 전능세포(totipotent cells)이다. 따라서 당뇨병, 뇌질환, 심장병, 파킨슨병, 심근경색증, 관절염과 같은 질환을 앓고 있는 환자에게 줄기세포를 이식하면 손상된 세포를 정상세포로 바꿀 수 있다.


물론 수년 전에도 줄기세포는 구할 수 있었다. 그러나 이제까지는 주로 불임시술 후 남은 냉동 수정란에서 줄기세포를 얻은 것이어서 환자와 유전자가 일치하지 않아 이식 후 면역 거부반응이 우려됐다. 또 그동안 여러 차례 성공한 바 있는 인간 배아 복제는 주로 소나 쥐와 같은 동물의 난자를 이용했다는 점에서 한계를 지녔다. 하지만 이번 연구의 실험은 환자의 체세포로 만든 복제 배아로부터 줄기세포를 얻은 것이어서 면역 거부반응이 없다는 점에서 이러한 난관을 단숨에 극복할 수 있다.


앞으로의 숙제들
복제된 인간 배아에서 줄기세포 추출의 성공이 가져다 주는 의미는 대단하다. 그러나 문제는 배아 줄기세포는 배아에서 채취한 것이기 때문에 이를 추출하기 위해서는 어쩔 수 없이 하나의 생명이 될 배아를 파괴해야만 하고, 또한 만능 줄기세포는 수정란이 2개로 분열되었을 때 갈라져 각각 신생아가 되는 일란성 쌍생아와 마찬가지로 세포 하나하나가 한 명의 태아가 될 수도 있기 때문에 연구용으로 사용할 경우 아주 심각한 윤리논쟁을 일으킬 수 있다.

특히 정자와 난자가 수정되는 순간을 생명체의 시작으로 보는 종교계나 생명윤리 관련 단체들과의 대립은 피할 수 없을 것이다. 이제 면역 거부반응을 없앤 배아 줄기세포를 배양하여 임상에 적용하는 일만 남았다. 하지만, 난치병 치료 목적의 이 기술이 범용화 되려면 종교 문제나, 윤리 문제 등 해결해야 할 많은 숙제를 안고 있는 것도 사실이다.


칼은 음식을 만드는데 쓰면 인간을 이롭게 하는 도구이지만, 사람을 상하게 하는데 쓰면 흉기가 될 수도 있기 때문이다. 모든 과학기술의 성과 또한 그런 게 아닐까? 시간이 좀 더 걸릴지는 모르지만, 분명 난치병 정복을 위한 새로운 희망이 열린 것만은 틀림없는 것 같다.

해외과학이 포기한 한국과학의 쾌거? 배아줄기세포 배양 성공 (KISTI의 과학향기 칼럼, KISTI)

 

테라토마[ teratoma ]        

피부세포, 근육세포, 신경세포 등 다양한 세포와 조직들로 이루어진 종양으로, 배아줄기세포의 분화능력을 검증할 때 사용되며, 생식세포에 생기는 경우가 많아서 여성의 경우 난소에서, 남성의 경우 정소에서 주로 나타난다. 난소에 생기는 테라토마의 경우, 털이나 이가 자라기도 할 만큼 다양한 조직을 형성한다.

여러 종류의 세포와 조직들로 이루어진 종양의 일종이다. 일반적인 종양은 단일한 세포들로 이루어져 있는 반면에, 테라토마는 피부세포, 근육세포, 신경세포 등 다양한 세포와 조직들로 이루어져 있다. 또한 같은 종류의 세포나 조직에서도 각각의 세포가 분화된 정도까지 다르다.

 

생식세포에 생기는 경우가 많아서 여성의 경우 난소에서, 남성의 경우 정소에서 주로 나타난다. 난소에 생기는 테라토마의 경우, 털이나 이가 자라기도 할 만큼 다양한 조직을 형성한다.

이러한 테라토마는 배아줄기세포의 분화능력을 검증할 때 이용되기도 한다. 모든 조직의 세포로 분화하는 배아줄기세포의 특성 때문에,

배아줄기세포를 만드는 마지막 단계에서, 만들어진 배아줄기세포가 테라토마를 형성하는지 봄으로써 배아줄기세포가 성공적으로 만들어졌는지 판단할 수 있다.

테라토마 [teratoma] (두산백과)

 

 임신 10주 이후부터는 배아를 완전한 하나의 개체로 인정하고 태아라고 부른다. 이 시기에는 외부 생식기가 더욱 분화되어 성 구별이 가능해지고, 태아의 움직임이 활발해진다. 임신 20주 정도부터는 자궁 안에서 잠도 자고 깨어 있기도 할 뿐만 아니라 몸이 완전한 모양을 갖추게 된다. 그러나 이 때 조산하게 되면 미숙아는 호흡 기관이 아직 불완전하기 때문에 생존이 불가능하다. 이 시기에는 외부 소리를 들을 수 있고 명암도 느낄 수 있다. 

태어나기 전의 삶 (살아있는 과학 교과서, 2011. 6. 20., 휴머니스트) 


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