배아의 발달과정 관찰 가능, 임신 실패 규명 가까워져
난자와 정자 없이 만들어진 합성배아가 쥐의 장기를 형성하는 데 성공했다고 CNN이 보도했다.
<네이처(Nature)>지에 실린 이번 연구에 따르면 연구진은 10년 연구 끝에 줄기세포 만으로 쥐의 배아를 만들었고, 뇌는 물론 심장과 몸을 구성하는 모든 요소들을 발달시키는 데 성공했다.
줄기세포는 비특정세포로 특정기능을 가진 성숙세포가 되도록 조작될 수 있는 세포이다.
캘리포니아 공과대학의 마리앤 브로너(Marianne Bronner) 교수는 “이번 연구는 자궁 내의 포유류 배아를 연구하는 과학자들이 직면한 문제와 씨름한 결과”라면서 “배아가 자궁 밖에서 발달하기 때문에 이전에는 볼 수 없었던 중요한 발달단계를 쉽게 볼 수 있다”고 평가했다.
연구진은 이번 쥐의 배아에서 인간임신 관련 모델을 만들 수 있기를 희망하고 있다. 연구에 참여한 캠브리지 대학 막달레나 제르니카-괴츠(Magdalena Zernicka-Goetz) 교수는 “배아가 자궁이 아닌 연구실에서 발달하기 때문에 과학자들은 왜 일부 임신이 실패하는지의 과정과 이를 예방하는 방법 등에 관해 보다 잘 볼 수 있다”면서 “배아가 올바른 구조를 만들기 위해 필요한 기본적인 것들이 밝혀지고 있다”고 말했다.
자궁에서 배아가 형성되기 위해서는 3가지 줄기세포가 필요하다. 그 중 하나는 신체조직이 되고, 다른 하나는 배아가 발달하는 주머니가 되며, 나머지는 엄마와 태아를 연결시키는 태반이 된다.
이 세 가지 줄기세포가 화학적⦁기계적으로 소통하면서 수정이 된 후에야 배아가 제대로 자랄 수 있다.
제르니카-괴츠 교수에 따르면 이 단계에서 실패하는 임신이 많은데, 대부분의 여성들이 임신사실을 인식하기 전이다. 이 기간이 이후 임신에 관한 모든 것의 기초가 되며, 여기서 잘못되면 임신이 안된다.
그러나 이 단계에서 체외수정으로 만들어진 배아가 자궁에 착상이 되기 때문에 과학자들은 그 이후에 배아가 거치는 과정을 볼 수가 없었다.
제르니카-괴츠 교수는 “이제 배양접시를 통해 이 기간을 관찰함으로써 개별 줄기세포를 관찰하고, 왜 그렇게 많은 임신이 실패하는지를 이해하며, 임신 실패를 어떻게 예방할 수 있는지 등을 파악할 수 있다”고 밝혔다.
연구진은 이번 연구가 당장 신약검사에 사용될 수 있고, 장기적으로는 인간배아 모델에서 장기이식이 필요한 사람들을 위한 합성장기를 만드는 데 도움이 될 수 있을 것으로 전망했다.
그러나 해결해야 할 과제도 있다. 제르니카-괴츠 교수는 “인간 합성배아를 위해서는 먼저 윤리적⦁법적 문제를 고려해야 한다”고 말했다. 또 브로너 교수는 “쥐와 인간의 배아간 복잡성의 차이를 고려할 때 인간에게 비슷한 과정을 적용하는 데는 수십 년이 걸릴 수 있다”고도 했다.
희망적인 것은 쥐 모델에서 밝혀진 정보를 통해 조직과 장기가 만들어지는 데 있어서의 실패를 교정하는 데 도움이 된다는 것이다.