도정태 건국대 동물생명공학과 교수

여성(자성)세포는 남성(웅성)세포보다 완전히 역분화하는 데 3배 이상 시간이 오래 걸린다는 연구결과가 나왔다. 도정태 건국대 동물생명공학과 교수팀은 유도만능줄기세포가 수립되는 과정에서 성별에 따라 다른 특성을 보인다는 사실을 처음으로 규명했다고 17일 밝혔다. 

연구팀은 ‘유도만능 줄기세포에서의 X염색체 재활성화 및 Xist 전사 후 리프로그래밍’(Reactivation of inactive X chromosome and post-transcriptional reprogramming of Xist in induced pluripotent stem cells) 연구를 통해 이같은 사실을 발견했다. 

유도만능줄기세포(iPS)는 인위적인 역분화 유전자의 과발현으로 분화된 체세포가 배아줄기세포와 같은 만능줄기세포로 역분화된 것을 의미한다. 7일 이상의 역분화 과정을 거친 뒤 세포는 최종적으로 만능성을 획득하게 된다.

이번 연구결과 여성 체세포는 완전히 역분화하는 데 총 30일이 걸렸으며 이는 남성 체세포의 9일보다 3배 이상 차이난다.

여성 체세포를 이루는 두 개의 X염색체 중 하나는 평생 불활성화돼 있다. 역분화를 거쳐 만능성이 생길 땐 불활성화된 염섹체가 재활성화되는 ‘X 염색체 재활성화’가 일어난다.

도 교수는 “이번 연구결과 여성 체세포를 역분화하려면 넘어야 할 장벽이 하나 더 있다는 사실을 확인하고, 역분화 과정에서 X염색체와 관련된 RNA의 변화까지 정확하게 규명할 수 있었다”고 말했다.

연구팀은 또 역분화 과정에서 전사 후 RNA의 변화가 정상적으로 일어난다는 사실도 밝혀냈다.

불활성 X염색체 관련 논코딩(기능이 밝혀지지 않은, non-coding) RNA인 Xist(X inactivation specific transcript)는 X염색체와 결합해 X염색체 불활성을 일으킨다. Xist는 L-isoform과 S-isoform 등 두 종류로 구분된다. 이번 연구결과 S-isoform은 자성세포에서만 존재한다는 것으로 확인됐다.

이같은 Xist 발현 패턴은 역분화 과정에서도 똑같이 일어났다. 즉 자성 유도만능줄기세포에는 L-isoform과 S-isoform이 모두 존재하지만, 웅성 유도만능줄기세포에는 L-isoform만 있다.

이번 연구결과는 세포생물학 분야 저명 국제학술지인 ‘세포과학저널(Journal of Cell Science)’ 온라인판 최근호에 게재됐다.