중국과학원, ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 발표
”영장류 복제 어려움 극복할 단서 찾아”
 

체세포 핵치환 방식으로 복제된 붉은털원숭이 '리트로(ReTro)'./중국과학원

중국 과학자들이 복제양 돌리를 탄생시킨 방법으로 복제한 붉은털원숭이가 2년 넘게 생존했다. 복제 원숭이가 성체까지 자란 것은 이번이 처음이다.

루 파롱 중국과학원 유전학 및 발생생물학 연구소장 연구진은 16일(현지 시각) 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 “건강한 태반에 복제한 배아를 키워 얻은 붉은털원숭이가 2년 이상 생존하는 데 성공했다”고 밝혔다.

붉은털원숭이는 과학 연구에 많이 쓰이는 동물이다. 그전에도 다른 연구팀이 붉은털원숭이를 복제한 사례가 있지만, 이번처럼 오래 생존하지는 못했다. 연구진은 유전자가 같은 동물은 동물실험에서 같은 결과를 내기 때문에 신약 시험 속도와 정확도를 높일 수 있다고 기대했다.

지난 1996년 영국 로슬린 연구소의 이언 윌머트와 키스 캠벨 두 과학자가 양의 체세포를 복제해 세계 최초의 복제동물인 돌리를 탄생시켰다. 당시 6살짜리 암컷의 유선(乳腺) 세포에서 추출한 핵을 다른 암컷의 난자 핵과 바꾼 뒤, 대리모 자궁에 이식하는 획기적인 방식이었다. 이를 ‘체세포 핵 치환(SCNT)’ 또는 체세포 복제라고 한다.

체세포 핵치환 복제 기술은 복제 효율성이 매우 낮고 조기 사망률이 높다고 알려져 있다. 복제양 돌리는 비만에 관절염, 폐질환에 시달리다가 여섯 살이던 2003년 안락사로 생을 마감했다. 실험실에서 자주 사용되는 붉은털원숭이의 경우도 마찬가지다. 1997년부터 여러 차례 체세포 복제에 성공했지만 출생 후 12시간 이내에  모두 숨졌다. 발달 이상이나 태반 형성 과정에서의 결함이 주요 원인이었다.

중국 연구진은 체세포 복제로 얻은 배아를 난자 세포질에 정자를 주입하는 ‘체외수정’ 방식으로 얻은 원숭이 배아와 비교했다. 그 결과 체세포 복제한 배아의 배반포에서 DNA 메틸화가 감소하는 것을 확인했다. DNA메틸화란 유전자의 염기서열을 바꾸지 않고도 후천적으로 유전자 발현을 조절하는 ‘후성유전’의 대표 메커니즘이다. 복제된 배아는 유전자 발현이 부모의 영향에 따라 달라지는 후성유전학적 현상인 ‘유전체 각인’에서도 차이를 보였다.

연구진은 배아 발달 과정에서 태반이 되는 복제 배아의 영양막층의 밀도가 낮고 일부 석회화를 보였다는 점에 주목했다. 이를 개선하기 위해 전통적인 체세포 복제와 체외수정을 결합하는 방식을 시도했다.

우선 체세포 복제를 통해 얻은 배아의 내세포집단을 체외수정으로 얻은 배아의 배반포에 이식했다. 배반포에는 수정란이 착상한 뒤 태반으로 발달하는 영양막 성분이 있다. 정상인 체외수정 배아의 영양막 세포와 복제한 배아의 세포가 상호작용하며 자라도록 만든 것이다. 이렇게 결함을 줄인 건강한 태반에서 자란 수컷 붉은털원숭이는 출산 뒤에도 2년 이상 생존했다.

이번 연구는 체세포 복제에서 영양막, 즉 태반의 형성 과정이 중요한 역할을 한다는 점을 시사한다. 연구진은 “영장류의 복제 메커니즘에 대한 단서를 찾았다”며 “체세포 복제의 성공률을 높이고, 영양막에 영향을 미치는 특정 유전 질환에도 적용할 수 있다”고 설명했다.