정자, 난자 없이...세계 최초로 인공 배아 성공

난자와 정자 없이도 배아를 만들 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 원래 인간을 포함한 포유류가 태어나기 위해선 난자와 정자가 만난 수정란, 그 수정란이 배아로 발생하는 과정을 거친다. 하지만 이런 수정 과정 없이 줄기세포만으로 실제 배아와 유사한 배아를 만드는 데 성공한 것이다.

지난 2일 영국 케임브리지대 연구진은 서로 다른 줄기세포를 이용해 인공적으로 쥐의 배아를 만들었다고 발표했다. 수정란이 분열을 거듭하다 보면 일정 단계에서 여러 종류의 줄기세포를 갖는다. 이 줄기세포들은 여러 종류의 신체 조직으로 분화할 수 있는, 하지만 아직 분화하지 않은 세포다.
(▲ 정자와 난자의 수정, 정자의 이동, 발생과정 등을 설명하는 EBS 영상)

이때 피부나 뼈와 같이 태아의 몸을 만들어갈 배아줄기세포나 임신을 유지하면서 태아의 발달을 돕는 영양막줄기세포 등이 있다. 배아가 발달해 태아가 되는 과정에서 줄기세포들은 각자의 위치로 이동해 초기 배아에 영양을 공급하는 난황낭, 태아와 모체를 잇는 태반, 태아의 몸을 형성한다.

연구에 참여한 영국 케임브리지대 마그달레나 교수는 난자나 정자 없이 줄기세포들을 결합하는 것만으로도 인공적으로 배아가 만들어지는 걸 확인했다고 말했다. 그는 "서로 다른 줄기세포들이 상호작용하는 게 발생에 중요한 건 알고 있었지만, 각각의 세포들이 서로를 가이드해준다는 게 정말 놀라웠다"고 설명했다.

(▲ 왼쪽은 96시간이 지난 인공 배아, 오른쪽은 48시간이 지난 포배기 인공 배아의 모습. 빨간 부분인 초기 배아와 파란 부분인 배아 외의 기관을 형성할 배외(胚外)구조가 분리되고 있다.)

줄기세포 결합 후 며칠이 지나자 인공 배아는 곧 보통 쥐들의 배아와 흡사해졌다. 일주일이 지난 후에는 원래 배아에서 생기는 구조 변화가 인공 배아에서도 그대로 일어났다. 마그달레나 교수는 "그저 서로 다른 줄기세포를 결합했을 뿐인데 그것만으로도 알아서 배아를 구성했다"고 강조했다.

연구진들은 자궁 밖에서 정자, 난자 없이 인공 배아를 배양할 수 있다면 인간 발생을 연구하는 데 큰 도움이 될 것이라 보고 있다. 특히 배아 초기 단계에 유산하는 경우나 배아줄기세포가 아닌 줄기세포로도 배아를 만들 수 있는지에 대한 연구가 가능해질 것이다.

마그달레나 교수는 "실제 배아를 쓰지 않고도 인간 발생 초기를 연구할 수 있게 될 것"이라며 '우리가 보통 어떻게 태어나는가를 알게 되면 왜 문제가 생기는지도 밝혀낼 수 있을 것'이라고 말했다. 해당 논문은 오늘(3일) 국제학술지 '사이언스'에 올라온 상태다.

YTN PLUS 김지윤 모바일PD
(kimjy827@ytnplus.co.kr)
[사진 출처= University of Cambridge, Science]