미국 연구팀이 피부세포를 원시세포로 역분화시키는 단계를 거치지 않고 곧장 신경세포(뉴런)로 전환시키는 데 성공했다고 AFP통신 등이 27일 보도했다.

미국 스탠퍼드 대학 의과대학 줄기세포생물학-재생의학연구소(Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine) 연구팀은 쥐의 꼬리에서 채취한 피부세포에 신경세포와 관련된 3가지 특정 유전자를 주입, 단 1주만에 신경세포로 전환시키는 데 성공했다고 발표했다.

연구팀은 이를 "유도신경세포" (induced neuronal cell)라고 명명했다.

지금까지 피부세포에 4가지 유전자를 주입, 배아줄기세포와 유사한 유도만능줄기세포(iPS)로 역분화시킨 다음 이를 다시 신경세포로 분화시킨 일은 있으나 이 역분화 단계를 거치지 않고 피부세포를 직접 신경세포로 전환시킨 것은 이번이 처음이다.

이미 분화된 세포를 직접 다른 종류의 분화된 세포로 바꾼 것은 사상 처음이다.

마리우스 베르니히(Marius Wernig) 박사가 이끄는 연구팀은 쥐의 미성숙 신경세포를 만드는 유전자와 미성숙 신경세포를 성숙세포로 전환시키는 두 유전자 등 3가지 유전자를 운반수단인 렌티바이러스(lentivirus)에 실어 피부세포에 주입한 결과 1주일도 안 돼 신경세포로 바뀌었다고 밝혔다.

이렇게 만들어진 신경세포는 시험관에서 가까이 있는 다른 신경세포와 연결고리(시냅스)를 형성하는 등 신경세포의 특성을 나타냈다.

연구팀은 이어 이를 살아있는 쥐에 주입하고 32일 동안 관찰한 결과 신경세포와 비슷한 행동을 하면서 신경단백질도 만들어 냈다.

베르니히 박사는 자신도 이 결과에 놀랐다면서 "솔직히 성공을 기대하지 않았는데 너무나 빨리 성공적인 결과가 나타났다"고 말했다.

그는 일반세포를 이처럼 재프로그램키면 신경세포만이 아니라 다른 종류의 세포로도 전환시킬 수 있을 것으로 생각한다면서 그렇게 되면 새로 만들어지는 세포의 이식을 통해 치매, 파킨슨병에서 당뇨병, 간질환, 암에 이르는 각종 질병의 치료도 가능할 것으로 기대한다고 말했다.

특정세포로 전환시키는 데 필요한 전사인자(유전자)를 제대로 섞기만 하면 가능한 일이라고 그는 지적했다. 모든 세포에는 전체유전자(게놈)가 들어있지만 특정 유전자는 특정 세포에서만 발현된다.

이 새로운 방법의 또 한 가지 특징은 전환성공률이 거의 20%로 매우 높고 전환에 소요되는 시간이 1주일도 안 된다는 것이다.

피부세포를 iPS로 역분화 단계를 거쳐 신경세포로 분화시키려면 수 주일이 걸리고 성공률도 1-2%에 불과하다.

단 한 가지 결점은 이 방법으로 전환된 신경세포는 시험관에서 증식이 잘 안 돼 원시세포에 보다 가까운 줄기세포처럼 오래 살지 못한다는 것이다.

이제는 인간의 피부세포도 이런 방법으로 신경세포로 전환할 수 있다는 것을 입증하는 문제가 남았다.

이 획기적인 연구결과는 영국의 과학전문지 '네이처(Nature)' 최신호에 발표되었다.

<연합>