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2023๋…„ 3, 4, 5์›” Topics

์ธํ„ฐ๋„ท ํ”„๋กœ๊ทธ๋žจ์˜ "์ฐพ๊ธฐ(find)" ๊ธฐ๋Šฅ์„ ์ด์šฉํ•˜์—ฌ ์ œ๋ชฉ์˜ ๋‹จ์–ด๋กœ ๊ฒ€์ƒ‰ํ•˜์„ธ์š”.

์˜ฅ์‹œํ† ์‹ ์ด "์‚ฌ๋ž‘ ํ˜ธ๋ฅด๋ชฌ"์ด๋ผ๋Š” ์ƒ๊ฐ์— ์กฐ๊ธˆ ๊ท ์—ด์ด ์ƒ๊ธฐ๋Š” ์—ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋‹ค.  ํ•˜์ง€๋งŒ ์•ž์—์„œ๋„ ๋‹น๋ถ€ํ–ˆ๋“ฏ์ด ์ด๋ฒˆ ์—ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋กœ ๊ฐ‘์ž๊ธฐ ๋ชจ๋“ ๊ฒŒ ๋ฐ”๋€Œ๊ฑฐ๋‚˜ ํ•˜์ง€๋Š” ์•Š๋Š”๋‹ค.  ์˜ˆ์ „์˜ ๊ฒฐ๊ณผ๋“ค๋„ ๋‚˜๋ฆ„๋Œ€๋กœ์˜ ๊ณผํ•™์  ์—ฐ๊ตฌ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ํ†ตํ•ด ์–ป์€ ๊ฒฐ๊ณผ ์ž„์œผ๋กœ ์•„์ง ์–ด๋Š ๊ฒƒ์ด ์˜ณ๋‹ค๊ณ  ์ •์˜ ๋‚ด๋ฆฌ๊ธฐ๋Š” ์–ด๋ ค์šธ ๊ฒƒ ๊ฐ™๋‹ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ๋Œ€๋ถ€๋ถ„์˜ ๊ฒฝ์šฐ๊ฐ€ ๊ทธ๋ ‡๋“ฏ์ด ์„œ๋กœ ๋ฐฐํƒ€์ ์ด์ง€ ์•Š์€ ๊ฐ€์„ค๋“ค์ด๋ผ๊ณ  ๋ณด๋ฉด ๋  ๊ฒƒ์ด๋‹ค.

neuroscience

physiology

001

์˜ฅ์‹œํ† ์‹ , ์‚ฌ๋ž‘ ํ˜ธ๋ฅด๋ชฌ?

์˜ฅ์‹œํ† ์‹ ์ด "์‚ฌ๋ž‘ ํ˜ธ๋ฅด๋ชฌ"์ด๋ผ๋Š” ์ƒ๊ฐ์— ์กฐ๊ธˆ ๊ท ์—ด์ด ์ƒ๊ธฐ๋Š” ์—ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ์•ž์—์„œ๋„ ๋‹น๋ถ€ํ–ˆ๋“ฏ์ด ์ด๋ฒˆ ์—ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋กœ ๊ฐ‘์ž๊ธฐ ๋ชจ๋“ ๊ฒŒ ๋ฐ”๋€Œ๊ฑฐ๋‚˜ ํ•˜์ง€๋Š” ์•Š๋Š”๋‹ค. ์˜ˆ์ „์˜ ๊ฒฐ๊ณผ๋“ค๋„ ๋‚˜๋ฆ„๋Œ€๋กœ์˜ ๊ณผํ•™์  ์—ฐ๊ตฌ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ํ†ตํ•ด ์–ป์€ ๊ฒฐ๊ณผ ์ž„์œผ๋กœ ์•„์ง ์–ด๋Š ๊ฒƒ์ด ์˜ณ๋‹ค๊ณ  ์ •์˜ ๋‚ด๋ฆฌ๊ธฐ๋Š” ์–ด๋ ค์šธ ๊ฒƒ ๊ฐ™๋‹ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ๋Œ€๋ถ€๋ถ„์˜ ๊ฒฝ์šฐ๊ฐ€ ๊ทธ๋ ‡๋“ฏ์ด ์„œ๋กœ ๋ฐฐํƒ€์ ์ด์ง€ ์•Š์€ ๊ฐ€์„ค๋“ค์ด๋ผ๊ณ  ๋ณด๋ฉด ๋  ๊ฒƒ์ด๋‹ค.

๋ณธ๋ฌธ

์˜ฅ์‹œํ† ์‹  = ์‚ฌ๋ž‘ํ˜ธ๋ฅด๋ชฌ? โ€œ์‚ฌ๋ž‘ ํ˜ธ๋ฅด๋ชฌ (love hormone)โ€์œผ๋กœ ์•Œ๋ ค์ง„ ์˜ฅ์‹œํ† ์‹ (oxytocin). ์ด ์˜ฅ์‹œํ† ์‹ ์€ ์‚ฌ๋ž‘์ด๋‚˜ ์œ ๋Œ€๊ฐ์„ ๋Š๋‚„ ๋•Œ ์˜ˆ๋ฅผ ๋“ค์ž๋ฉด ์—„๋งˆ๊ฐ€ ์ž์‹ ์˜ ์•„์ด๋ฅผ ๋ดค์„ ๋•Œ ๋ถ„๋น„๋˜๋Š” ํ˜ธ๋ฅด๋ชฌ์ด๋‹ค. ์ผ๋ฐ˜์ธ์—๊ฒŒ๋Š” ์‚ฌ๋ž‘์„ ๋Š๋ผ๊ฒŒ ํ•ด์ฃผ๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ์•Œ๋ ค์ง€๋‹ค ๋ณด๋‹ˆ ์‚ฌ๋ž‘์„ ๋ฐ›๊ณ  ์‹ถ์„ ๋•Œ ํ–ฅ์ˆ˜์ฒ˜๋Ÿผ ๋ชธ์— ๋ฟŒ๋ฆฌ๋Š” ์Šคํ”„๋ ˆ์ด๊ฐ€ ๋‚˜์˜ฌ ์ •๋„๋‹ค. ์ด๋Ÿฐ ์˜คํ•ด(?)๋Š” ๋“ค์ฅ(Prairie vole)์˜ ์ƒํ™œํŠน์„ฑ์„ ์—ฐ๊ตฌํ•˜๋ฉด์„œ ๋ฐœ์ƒํ•˜์˜€๋‹ค. ๋‹ค๋ฅธ ์ฅ๋“ค์€ ๋Œ€๋ถ€๋ถ„ ์ผ๋ถ€๋‹ค์ฒ˜์ œ ๋‚ด์ง€๋Š” ์ผ์ฒ˜๋‹ค๋ถ€์ œ๋กœ ์ž์‹ ์˜ ์ง์ง“๊ธฐ ์ƒ๋Œ€์— ๋Œ€ํ•œ ์ถฉ์„ฑ๋„๊ฐ€ ๋–จ์–ด์ง€๋Š”๋ฐ, ์ด ์ข…(Microtus Ohrogaster, ์ผ๋ฐ˜๋ช… prairie vole)์€ ํŠน์ดํ•˜๊ฒŒ ์ผ๋ถ€์ผ์ฒ˜์ œ์˜ ๊ฐ€์กฑ๊ด€๊ณ„๋ฅผ ์œ ์ง€ํ•œ๋‹ค. ์–ด๋–ป๊ฒŒ ์ด๋Ÿฐ ํ–‰๋™์— ์ฐจ์ด๊ฐ€ ๋‚˜์™”์„๊นŒ? ์šฐ์„  ์ด ๋ฐ”์†Œํ”„๋ ˆ์‹ ์ด๋ผ๋Š” ํ˜ธ๋ฅด๋ชฌ์—์„œ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ณผ ์ˆ˜ ์žˆ์—ˆ๋‹ค. ์ฆ‰, ๋ฐ”์†Œํ”„๋ ˆ์‹ ์ด๋ผ๋Š” ํ˜ธ๋ฅด๋ชฌ์˜ ์ˆ˜์šฉ์ฒด(avpr1a)๊ฐ€ ๋‡Œ์˜ ๋ณด์ƒํšŒ๋กœ ๋ถ€์œ„์—์„œ ๋ฐœํ˜„๋˜๋Š” ํŠน์ง•์„ ๋ณด์˜€๊ณ  ์ด๊ฒƒ์ด ์–ด๋–ค ๊ฐœ์ฒด์™€ ๊ด€๊ณ„๋ฅผ ๊ณ„์† ์œ ์ง€ํ•˜๊ฒŒ ๋˜๋Š” ์›์ธ์ด๋ผ๋Š” ์ฃผ์žฅ์ด ์ œ๊ธฐ ๋˜์—ˆ๋‹ค. ๋ฐ”์†Œ๋กœํ”„๋ ˆ์‹ ์€ ํ•ญ์ด๋‡จํ˜ธ๋ฅด๋ชฌ(Anti-Diuretic Hormone)์œผ๋กœ ์ž˜ ์•Œ๋ ค์ ธ ์žˆ์ง€๋งŒ ๋‡Œ ์—ฌ๋Ÿฌ ๋ถ€์œ„์— ๊ทธ ์ˆ˜์šฉ์ฒด๊ฐ€ ์กด์žฌํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋ฏธ๋ฃจ์–ด ๋‹ค๋ฅธ ๊ธฐ๋Šฅ๋„ ๊ฐ–๋Š” ๊ฒƒ์ด ๋ถ„๋ช…ํ•˜๋‹ค. ์˜ฅ์‹œํ† ์‹ ๊ณผ๋Š” ๋ถˆ๊ณผ 2 ๊ฐœ์˜ ์•„๋ฏธ๋…ธ์‚ฐ๋งŒ ๋‹ค๋ฅธํ˜ธ๋ฅด๋ชฌ์œผ๋กœ ์ด avpr1a ๋ฐ”์†Œํ”„๋ ˆ์‹  ์ˆ˜์šฉ์ฒด๋Š” ์˜ฅ์‹œํ† ์‹ ์—๋„ ๋ฐ˜์‘ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ์ด์–ด์ง„ ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด์™€ ํ˜ธ๋ฅด๋ชฌ ํˆฌ์—ฌ ์‹คํ—˜์—ฐ๊ตฌ๋“ค์ด ์ด ๋“ค์ฅ์˜ ์ผ๋ถ€์ผ์ฒ˜์ œ ํ–‰๋™์ดavpr1a ๋ฐ”์†Œํ”„๋ ˆ์‹  ์ˆ˜์šฉ์ฒด ์œ ์ „์ž์˜ ์กฐ์ ˆ๋ถ€์œ„์— ์ƒ๊ธด ๋ฐ˜๋ณต์„œ์—ด ๋•Œ๋ฌธ์ด๋ผ๊ณ  ๋ฐํžŒ ๋ฐ”๊ฐ€ ์žˆ๋‹ค. ๊ฒฐ๋ก ์ ์œผ๋กœ ์ด avpr1a ์ˆ˜์šฉ์ฒด์— ์˜ฅ์‹œํ† ์‹ ์ด ์ž‘์šฉํ•˜์—ฌ ๋‹จ์ผ๋ฐฐ์šฐ์ž์— ๋Œ€ํ•œ ์นœ๋ฐ€ํ•œ ์œ ๋Œ€๊ด€๊ณ„๋ฅผ ๋งŒ๋“ค๊ณ  ๊ฐ™์€ ์„ฑ๋ณ„์„ ๊ฐ€์ง„ ๊ฐœ์ฒด์— ๋Œ€ํ•ด์„œ๋Š” ๊ณต๊ฒฉ์„ฑํ–ฅ์„ ๋งŒ๋“œ๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ์—ฌ๊ฒจ์ง€๊ฒŒ ๋˜์—ˆ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ์˜ฅ์‹œํ† ์‹ ๊ณผ avpr1a ๋ฐ”์†Œํ”„๋ ˆ์‹  ์ˆ˜์šฉ์ฒด์˜ ๊ธฐ๋Šฅ์— ๋Œ€ํ•œ ์ƒˆ๋กœ์šด ์—ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ€ ์ง€๋‚œ 1์›”์— Neuron ์ง€์— ๋ฐœํ‘œ๋˜์—ˆ๋‹ค(Berendzen ๋“ฑ). ์ฆ‰, ์ด ๋ฐ”์†Œํ”„๋ ˆ์‹ ์ˆ˜์šฉ์ฒด๊ฐ€ ์—†๋Š” ๋“ค์ฅ๋ฅผ ๋งŒ๋“ค์—ˆ๊ณ  ์ด๋“ค์˜ ํ–‰๋™์— ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์ƒ๊ฒผ๋Š”์ง€๋ฅผ ์กฐ์‚ฌํ•˜์˜€๋‹ค. ์—ฐ๊ตฌ์ž๋“ค์€ ๋‹น์—ฐํžˆ ์ด๋“ค์˜ ์ต์ˆ™ํ•œ ๋ฐฐ์šฐ์ž์— ์น˜์ค‘ํ•˜๋Š” ํ–‰๋™์ด ์—†์–ด์งˆ ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๊ธฐ๋Œ€ํ–ˆ์œผ๋‚˜ ์‹คํ—˜๊ฒฐ๊ณผ ๋†€๋ž๊ฒŒ๋„ ์ด๋“ค ์•ผ์ƒ ๋“ค์ฅ์™€ ๋งˆ์ฐฌ๊ฐ€์ง€๋กœ ๊ณ„์† ์ผ๋ถ€์ผ์ฒ˜์ œ๋ฅผ ์„ ํ˜ธํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚ฌ๋‹ค. ์ด๋Ÿฐ ๊ฒฐ๊ณผ๋Š” 2022๋…„ 5์›”์— PNAS (Taylor๋“ฑ)์—๋„ ํ–„์Šคํ„ฐ๋ฅผ ์ด์šฉํ•˜์—ฌ ๋น„์Šทํ•œ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์–ป์€ ๋ฐ”๊ฐ€ ์žˆ๋‹ค. ์ฆ‰, avpr1a ์ˆ˜์šฉ์ฒด๊ฐ€ oxytocin์— ๋ฐ˜์‘ํ•˜์—ฌ ์ผ๋ถ€์ผ์ฒ˜์˜ ํ–‰๋™๊ณผ ๊ฐ™์€ ์„ฑ๋ณ„์— ๋Œ€ํ•œ ์ ๋Œ€๊ฐ์„ ์œ ๋ฐœํ•œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์€ ๊ทธ๋ฆฌ ๋‹จ์ˆœํ•˜์ง€ ์•Š์„ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์ด ๋†’์•„์กŒ๋‹ค. ์˜ˆ์ „์— ์žˆ์—ˆ๋˜ ์‹คํ—˜๋“ค๊ณผ ๋‹ค๋ฅธ ์‹คํ—˜๊ฒฐ๊ณผ๋Š” ๋งŽ์€ ๋…ผ๋ž€์„ ์ผ์œผํ‚ค๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ์šฐ์„  ์˜ˆ์ „์˜ ์‹คํ—˜๋“ค์€ ์„ฑ์ฒด๋ฅผ ์ด์šฉํ•œ ์‹คํ—˜๋“ค์ธ ๋ฐ˜๋ฉด ์ด๋ฒˆ ์‹คํ—˜์€ ์• ์ดˆ์— ์ด ์œ ์ „์ž๊ฐ€ ์—†์ด ๋ฐœ์ƒ์„ ํ•ด์„œ ์–ด๋ฅธ์ด ๋œ ๊ฐœ์ฒด๋ฅผ ์‚ฌ์šฉํ–ˆ๋‹ค๋Š” ์ ์ด ๋‹ค๋ฅด๋‹ค. ๋”ฐ๋ผ์„œ ๋ฐœ์ƒ๊ณผ์ •์—์„œ ์˜ฅ์‹œํ† ์‹ ์— ์˜ํ•œ ์œ ๋Œ€๊ด€๊ณ„ ํ˜•์„ฑ์ด ์• ์ดˆ์— ์—†์—ˆ๋‹ค๋ฉด ๋‹ค๋ฅธ ๋Œ€์ฒด ํšŒ๋กœ๊ฐ€ ์ƒ๊ฒผ์„ ์ˆ˜๋„ ์žˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ์ด๋Š” ํ”ํžˆ ๋ฐœ์ƒ๊ณผ์ •์—์„œ ๋งค์šฐ ์ค‘์š”ํ•œ ์—ญํ• ์„ ํ•˜๋Š” ์œ ์ „์ž๋ฅผ ์—†์—๋„ ์ •์ƒ ๋ฐœ์ƒํ•˜๋Š” ๊ฒฝ์šฐ์ฒ˜๋Ÿผ ๋‹ค๋ฅธ ์ƒ๋ฆฌํ•™์  ์‹ ๊ฒฝํšŒ๋กœ๊ฐ€ ์ผ๋ถ€์ผ์ฒ˜์˜ ์œ ๋Œ€๊ด€๊ณ„๋ฅผ ์œ ์ง€ํ•˜๊ณ  ๋™์„ฑ์— ๋Œ€ํ•œ ์ ๊ฐœ์‹ฌ์„ ๊ฐ–๋Š”๋ฐ ๊ด€์—ฌํ•œ ๊ฒƒ์ด ์•„๋‹Œ๊ฐ€? ํ•˜๋Š” ์ถ”์ธก์„ ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. Berendzen, Sharma, Mandujano, and Wei et al.,2023, Oxytocin receptor is not required for social attachment in prairie voles. Neuron. https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(22)01084-4 Goodwin N, 2023, Prairie voles without oxytocin receptors can bond with mates and young. EurekAlert! https://www.eurekalert.org/news-releases/977026 Mesa N, 2023, Monogamous rodents donโ€™t need โ€œLove Moleculeโ€ to pair up. TheScienctist.. https://www.the-scientist.com/news-opinion/monogamous-rodents-dont-need-love-molecule-to-pair-up-70924 Rubenstein DR and Alcock J. 2019, Animal Behavior 11th ed. Chap.3. pp86-89. Taylor JH, Walton JC, et el., 2022, CRISPR-Cas9 editing of the arginineโ€“vasopressin V1a receptor produces paradoxical changes in social behavior inSyrian hamsters. Proc. Nat. Acad. Sci. 119: https://doi.org/10.1073/pnas.2121037119
์ธ๊ฐ„์€ ์˜ค๋ž˜์ „๋ถ€ํ„ฐ ํšŒ์ถ˜์— ๋Œ€ํ•œ ์—ด๋ง์„ ๊ฐ–๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ์•„์ง ์–ด๋Š ๋ˆ„๊ตฌ๋„ ๋‹ค์‹œ ์ Š์–ด์ง€๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ์ฐพ์ง€๋Š” ๋ชปํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ๊ณผ์—ฐ ํ˜„๋Œ€ ์ƒ๋ฌผํ•™์ด ์ด ๋ฌธ์ œ๋ฅผ ํ•ด๊ฒฐํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์„๊นŒ? ์•„์ง์€ ๋ชจ๋ฅด์ง€๋งŒ ๋…ธํ™”์— ๋Œ€ํ•ด ์—ฐ๊ตฌ๊ฐ€ ์ง„ํ–‰๋˜๋Š” ์†๋„๋ฅผ ๋ณด๋ฉด ๋ถˆ๊ฐ€๋Šฅํ•˜์ง€๋„ ์•Š์„ ๊ฒƒ ๊ฐ™๋‹ค. ํ˜น์‹œ ๋‹ค์‹œ ์ Š์Œ์„ ์ฐพ์„ ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ์ฐพ๊ฒŒ ๋˜๋”๋ผ๋„ ์–ผ๋งˆ๋‚˜ ์•ˆ์ „ํ•˜๊ฒŒ ๋ถ€์ž‘์šฉ ์—†์ด ํšŒ์ถ˜ํ• ์ˆ˜ ์žˆ์„๊นŒ๋Š” ์–ธ์ œ๋‚˜ ๋ฌธ์ œ๋กœ ๋‚จ์•„ ์žˆ์„ ๊ฒƒ ๊ฐ™๋‹ค.

aging

genetics

002

๋…ธํ™”๋ฅผ ์กฐ์ ˆํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์„๊นŒ?

์ธ๊ฐ„์€ ์˜ค๋ž˜์ „๋ถ€ํ„ฐ ํšŒ์ถ˜์— ๋Œ€ํ•œ ์—ด๋ง์„ ๊ฐ–๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ์•„์ง ์–ด๋Š ๋ˆ„๊ตฌ๋„ ๋‹ค์‹œ ์ Š์–ด์ง€๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ์ฐพ์ง€๋Š” ๋ชปํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ๊ณผ์—ฐ ํ˜„๋Œ€ ์ƒ๋ฌผํ•™์ด ์ด ๋ฌธ์ œ๋ฅผ ํ•ด๊ฒฐํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์„๊นŒ? ์•„์ง์€ ๋ชจ๋ฅด์ง€๋งŒ ๋…ธํ™”์— ๋Œ€ํ•ด ์—ฐ๊ตฌ๊ฐ€ ์ง„ํ–‰๋˜๋Š” ์†๋„๋ฅผ ๋ณด๋ฉด ๋ถˆ๊ฐ€๋Šฅํ•˜์ง€๋„ ์•Š์„ ๊ฒƒ ๊ฐ™๋‹ค. ํ˜น์‹œ ๋‹ค์‹œ ์ Š์Œ์„ ์ฐพ์„ ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ์ฐพ๊ฒŒ ๋˜๋”๋ผ๋„ ์–ผ๋งˆ๋‚˜ ์•ˆ์ „ํ•˜๊ฒŒ ๋ถ€์ž‘์šฉ ์—†์ด ํšŒ์ถ˜ํ• ์ˆ˜ ์žˆ์„๊นŒ๋Š” ์–ธ์ œ๋‚˜ ๋ฌธ์ œ๋กœ ๋‚จ์•„ ์žˆ์„ ๊ฒƒ ๊ฐ™๋‹ค.

๋ณธ๋ฌธ

๋…ธํ™”๋ฅผ ์กฐ์ ˆํ•˜๋Š” ๋ฒ•? ๋…ธํ™”๋Š” ๋ˆ„๊ตฌ์—๊ฒŒ๋‚˜ ์˜ค๋Š” ๊ฑฐ๋ถ€ํ•  ์ˆ˜ ์—†๋Š” ์„ธ์›”์˜ ์„ ๋ฌผ์ด๋‹ค. ๋‹ค๋งŒ ์‚ฌ๋žŒ์— ๋”ฐ๋ผ ๋…ธํ™”๋˜๋Š” ์†๋„์™€ ์–‘์ƒ์ด ๋‹ค๋ฅด๊ณ  ์ด๋Ÿฐ ์ฐจ์ด๊ฐ€ ์–ด๋””์—์„œ ์˜ค๋Š”์ง€ ๋…ธํ™”๋ฅผ ๋ง‰์„ ์ˆ˜๋Š” ์—†๋Š”์ง€๊ฐ€ ํ•ญ์ƒ ๊ด€์‹ฌ์˜ ๋Œ€์ƒ์ด์—ˆ๋‹ค. ์ƒ๋ฌผํ•™์˜ ๋ฐœ์ „์€ ์ด๋Ÿฐ ๋…ธํ™”์— ๋Œ€ํ•ด์„œ๋„ ์ƒˆ๋กœ์šด ํ•ด๋‹ต์„ ๋‚ด๋†“๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ์ง€๋‚œ 2023๋…„ 1์›”์— Cell์ง€์— ๋ฐœํ‘œ๋œ ๋…ผ๋ฌธ์— ๋”ฐ๋ฅด๋ฉด DNA์— ์†์ƒ์„ ์ฃผ๋Š” ํšจ์†Œ๋ฅผ ๋„ฃ์–ด ๋ฐœํ˜„์‹œํ‚ฌ ๊ฒฝ์šฐ ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด ๋ฐœ์ƒ์ด ์ฆ๊ฐ€ํ•˜์ง€ ์•Š์•˜์Œ์—๋„ ๋…ธํ™”๊ฐ€ ๋น ๋ฅธ ์†๋„๋กœ ์ง„ํ–‰๋˜์—ˆ์Œ์„ ์•Œ ์ˆ˜ ์žˆ์—ˆ๋‹ค. ์ด ํšจ์†Œ๋Š” DNA์— double break๋ฅผ ๋งŒ๋“œ๋Š” ํšจ์†Œ๋กœ ์ด ๊ฒฐ๊ณผ๋Š” ์–ธ๋œป ๋ณด๋ฉด DNA๊ฐ€ ๋งŽ์ด ์†์ƒ๋˜๋ฉด ๋…ธํ™”๊ฐ€ ์ด‰์ง„๋œ๋‹ค๋Š” ๊ฐ€์„ค๊ณผ ๋Œ€์ฒด๋กœ ์ผ์น˜ ํ•˜๋Š” ๊ฒƒ ๊ฐ™์ง€๋งŒ, ์‚ฌ์‹ค ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด ๋ฐœ์ƒ๋ฅ ์—๋Š” ํฐ ์ฐจ์ด๊ฐ€ ์—†์—ˆ๋‹ค. ๋ฐ˜๋ฉด ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ์ง€๋„(epigenetic landscape)๊ฐ€ ๋งŽ์ด ๋ฐ”๋€ ๊ฒƒ์„ ๋ณผ ์ˆ˜ ์žˆ์—ˆ๋‹ค. ์ฆ‰, DNA๋ถ€์œ„์— ๋”ฐ๋ผ ํžˆ์Šคํ†ค ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ์˜ ๊ฒฐํ•ฉ ์ •๋„๊ฐ€ ์ƒ๋‹นํžˆ ํ‹€๋ฆฐ๋ฐ, ์ด๋Ÿฐ ์ฐจ์ด๊ฐ€ ๋งŽ์ด ์—†์–ด์ง„ ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ์ด ์‹คํ—˜์œผ๋กœ DNA์†์ƒ์ด ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ˜•์„ ์œ ๋ฐœํ•˜์˜€๊ณ  ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ๋…ธํ™”๊ฐ€ ๊ธ‰์†ํ•˜๊ฒŒ ์ง„ํ–‰๋˜์—ˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด ์ž…์ฆ๋œ ์…ˆ์ด๋‹ค. ์‚ฌ์‹ค ์ด๋ฏธ ๋งŽ์€ ์—ฐ๊ตฌ์ž๋“ค์ด ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด ๋ณด๋‹ค ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ๋…ธํ™”์˜ ์›์ธ์ž„์„ ์ฃผ์žฅํ•˜๊ณ  ์žˆ์—ˆ๋‹ค. ์ด๋ฒˆ ์‹คํ—˜์„ ํ†ตํ•ด DNA์†์ƒ์ด ๋…ธํ™”์˜ ์›์ธ์ด๋ผ๋Š” ์ฃผ์žฅ๊ณผ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ๋…ธํ™”์˜ ์›์ธ์ด๋ผ๋Š” ์ฃผ์žฅ์˜ ์—ฐ๊ฒฐ์ ์„ ์ฐพ์€ ๊ฒƒ์œผ๋กœ ์ƒ๊ฐ๋œ๋‹ค. ๋ฌผ๋ก  DNA์†์ƒ์ด ์–ด๋–ค ๋ฐฉ์‹์œผ๋กœ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์ ๋ณ€ํ™”๋ฅผ ์ผ์œผ์ผฐ๋Š”์ง€ ๋˜ ์–ด๋–ค ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ๋…ธํ™”์™€ ์ง์ ‘์ ์œผ๋กœ ์—ฐ๊ด€๋˜์–ด ์žˆ๋Š”์ง€๋Š” ์•„์ง๋„ ๋งŽ์€ ์—ฐ๊ตฌ๊ฐ€ ํ•„์š”ํ•˜๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ๋‹ค ๋ฐํ˜€์งˆ ๋•Œ๊นŒ์ง€ ๊ธฐ๋‹ค๋ฆฌ๊ธฐ์—” ํ›„์›์ž๋‚˜ ์—ฐ๊ตฌ์ž๋“ค์˜ ์ˆ˜๋ช…์ด ๋„ˆ๋ฌด ์งง๊ธฐ์—, ๋„ˆ๋ฌด ์„œ๋‘๋ฅด๋Š” ๊ฒฝํ–ฅ์ด ์žˆ์ง€๋งŒ, ๋งŽ์€ ์—ฐ๊ตฌ์ž๋“ค์ด ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๋กœ ์ธํ•ด ์ƒ๊ธด ๋…ธํ™”๋ฅผ ๋‹ค์‹œ ๋˜๋Œ๋ฆฌ๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์— ๋งŽ์€ ๊ด€์‹ฌ์„ ๊ฐ–๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ๊ฐ™์€ ๋…ผ๋ฌธ์—์„œ๋„ โ€๋…ธํ™”ํ˜„์ƒ์„ ๋˜๋Œ๋ฆด ์ˆ˜๋„ ์žˆ์„๊นŒ?โ€๋ผ๋Š” ์งˆ๋ฌธ์— ๋„์ „ํ•˜์˜€๋‹ค. ์ด ์—ฐ๊ตฌ์ž๋“ค์€ ์•ผ๋งˆ๋‚˜์นด ์ธ์ž(Yamanaka Factor: Oct4, Sox2, and Klf4)๋ผ๊ณ  ๋ถˆ๋ฆฌ๋Š” ์ค„๊ธฐ์„ธํฌ ์œ ๋„ ์ธ์ž๋“ค์„ ๋ฐœํ˜„ํ•˜๋„๋ก ์œ ๋„ ํ•˜์˜€๋‹ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋Š” ๋†€๋ž๊ฒŒ๋„ ๋ถ„์ž์ ์ธ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์กฐ์งํ•™์ ์ธ ๋ฉด์—์„œ ๋…ธํ™”๋ฅผ ๋˜๋Œ๋ฆฐ ๊ฒƒ๊ณผ ๊ฐ™์€ ํšจ๊ณผ๋ฅผ ๋ณผ์ˆ˜ ์žˆ์—ˆ๋‹ค. ์•„์ง ์ •ํ™•ํ•œ ๊ธฐ์ž‘์€ ๋ชจ๋ฅด์ง€๋งŒ ๋…ธํ™”๋ฅผ ๋ง‰๊ณ  ๋˜๋Œ๋ฆฌ๊ณ ์ž ํ•˜๋Š” ์‹œ๋„๊ฐ€ ์„ฑ๊ณตํ•  ์ˆ˜๋„ ์žˆ์„ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์„ ๋ณด์—ฌ์ค€ ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ์‚ฌ์‹ค ์ด๋Ÿฐ ์‹คํ—˜ ๊ฒฐ๊ณผ๋Š” ์˜ˆ์ „์—๋„ ์‹œ๋ ฅ์„ ์žƒ์€ ์ฅ์— ์•ผ๋งˆ๋‚˜์นด ์ธ์ž์˜ ์œ ์ „์ž๋ฅผ ์ฃผ์ž…ํ•˜์—ฌ ์‹œ๋ ฅ์„ ํšŒ๋ณต์‹œํ‚จ ๊ฒฝ์šฐ๊ฐ€ ๋ณด๊ณ  ๋˜๋ฉด์„œ ์ด๋ฏธ ๊ทธ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์ด ์ ์ณ์ง€๊ณ  ์žˆ์—ˆ๋‹ค(Lu ๋“ฑ, 2020). ์ค„๊ธฐ์„ธํฌ์œ ๋„์ธ์ž(์•ผ๋งˆ๋‚˜์นด ์ธ์ž)๊ฐ€ ์„ธํฌ์˜ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ํŠน์ง•์„ ์›๋ž˜๋Œ€๋กœ ๋Œ์•„์˜ค๋„๋ก ๋„์™”๊ณ  ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ์„ธํฌ๊ฐ€ ๋‹ค์‹œ ๊ธฐ๋Šฅ์„ ์ฐพ๊ฒŒ ๋˜์—ˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ์ƒ๊ฐํ•ด๋ณด๋ฉด ๋งค๋ฒˆ ์•„๊ธฐ๊ฐ€ ์ƒˆ๋กœ ์ Š์Œ์„ ์ง€๋‹ˆ๊ณ  ํƒœ์–ด๋‚˜๋“ฏ์ด ์„ธํฌ์˜ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๋ฅผ ๊ฑท์–ด๋‚ด๊ณ  ๋‹ค์‹œ ์›์ ์—์„œ ์‹œ์ž‘ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค๋ฉด ์ Š์Œ์„ ๋˜์ฐพ์„ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค๋Š” ์–˜๊ธฐ๋‹ค. ๋‹ค๋งŒ ์–ด๋–ป๊ฒŒ ์•ˆ์ „ํ•˜๊ฒŒ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๋“ค์„ ์›์ ์œผ๋กœ ๋Œ๋ ค ๋†“์„ ์ˆ˜ ์žˆ๋Š๋ƒ๊ฐ€ ํšŒ์ถ˜์˜ ํ•ต์‹ฌ ๊ณผ์ œ๊ฐ€ ๋  ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ์˜› ์†๋‹ด์—๋„ โ€œThere are No Free Lunch.โ€๋ผ๋Š” ์†๋‹ด์ด ์žˆ๋‹ค. Manjarrez A. 2023, Epigenetic Manipulations Can Accelerate or Reverse Aging in Mice. The Scientist, Jan. 12 News & Opinion Lu Y, Brommer B, Tian X, et al., 2020, Reprogramming to recover youthful epigenetic information and retore vision. Nature 588(7836): 124-129.
์Šคํฌ์ธ  ์„ ์ˆ˜๋“ค์„ ๋ณด๋ฉด ๋„์ €ํžˆ ์ธ๊ฐ„์ด๋ผ๊ณ  ํ•˜๊ธฐ ์–ด๋ ค์šด ์›€์ง์ž„๊ณผ ๋Šฅ๋ ฅ์„ ๋ณด์—ฌ์ฃผ๋Š” ๊ฒฝ์šฐ๊ฐ€ ๋งŽ๋‹ค. ๊ทธ ์ค‘์—์„œ๋„ ๋†’์ด๋›ฐ๊ธฐ๋‚˜ ๋†๊ตฌ๋Œ€์— ๋ฉํฌ์Š›์„ ๊ฑฐ์นจ์—†์ด ํ•ด๋‚ด๋Š” ์Šคํƒ€๋“ค์˜ ๋ชจ์Šต์€ ์˜ค๋ž˜๋„๋ก ๋จธ๋ฆฌ์— ๋‚จ๋Š” ๋ช…์žฅ๋ฉด์„ ์—ฐ์ถœํ•œ๋‹ค. ๊ณผ์—ฐ ์ด๋“ค๊ณผ ๋ณดํ†ต์‚ฌ๋žŒ๋“ค์€ ๋ญ๊ฐ€ ๋‹ค๋ฅธ ๊ฑธ๊นŒ? ์˜ค์ง ํ›ˆ๋ จ ๋งŒ์œผ๋กœ ๊ทธ ๊ฒฝ์ง€์— ์˜ค๋ฅผ ์ˆ˜ ์žˆ์„๊นŒ? ์—ฌ๊ธฐ ์ ํ”„๋ ฅ๊ณผ ๊ด€๋ จ๋œ ํž˜์ค„์˜ ํƒ„๋ ฅ์„ ์œ ์ „์ž์˜ ๊ด€์ ์—์„œ ํ’€์–ด๋‚ธ ๋…ผ๋ฌธ์„ ์†Œ๊ฐœํ•œ๋‹ค.

health

physiology

003

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์Šคํฌ์ธ  ์„ ์ˆ˜๋“ค์„ ๋ณด๋ฉด ๋„์ €ํžˆ ์ธ๊ฐ„์ด๋ผ๊ณ  ํ•˜๊ธฐ ์–ด๋ ค์šด ์›€์ง์ž„๊ณผ ๋Šฅ๋ ฅ์„ ๋ณด์—ฌ์ฃผ๋Š” ๊ฒฝ์šฐ๊ฐ€ ๋งŽ๋‹ค. ๊ทธ ์ค‘์—์„œ๋„ ๋†’์ด๋›ฐ๊ธฐ๋‚˜ ๋†๊ตฌ๋Œ€์— ๋ฉํฌ์Š›์„ ๊ฑฐ์นจ์—†์ด ํ•ด๋‚ด๋Š” ์Šคํƒ€๋“ค์˜ ๋ชจ์Šต์€ ์˜ค๋ž˜๋„๋ก ๋จธ๋ฆฌ์— ๋‚จ๋Š” ๋ช…์žฅ๋ฉด์„ ์—ฐ์ถœํ•œ๋‹ค. ๊ณผ์—ฐ ์ด๋“ค๊ณผ ๋ณดํ†ต์‚ฌ๋žŒ๋“ค์€ ๋ญ๊ฐ€ ๋‹ค๋ฅธ ๊ฑธ๊นŒ? ์˜ค์ง ํ›ˆ๋ จ ๋งŒ์œผ๋กœ ๊ทธ ๊ฒฝ์ง€์— ์˜ค๋ฅผ ์ˆ˜ ์žˆ์„๊นŒ? ์—ฌ๊ธฐ ์ ํ”„๋ ฅ๊ณผ ๊ด€๋ จ๋œ ํž˜์ค„์˜ ํƒ„๋ ฅ์„ ์œ ์ „์ž์˜ ๊ด€์ ์—์„œ ํ’€์–ด๋‚ธ ๋…ผ๋ฌธ์„ ์†Œ๊ฐœํ•œ๋‹ค.

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์ตœ๊ณ ์˜ ๊ถŒ๋ ฅ๊ณผ ๋ถ€๊ท€์˜ํ™”๋ฅผ ๋ˆ„๋ ธ๋˜ ์‚ฌ๋žŒ๋“ค์€ ์˜ค๋ž˜ ์‚ด๊ธฐ๋งŒ ํ•œ๋‹ค๋ฉด ๊ทธ ์˜ํ™”๋ฅผ ๊ณ„์† ๋ˆ„๋ฆด ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค๋Š” ์ƒ๊ฐ์— ์—„์ฒญ๋‚œ ๋ˆ๊ณผ ๊ถŒ๋ ฅ์„ ์ด์šฉํ•˜์—ฌ ์˜ค๋ž˜ ์‚ฌ๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ์ฐพ์•„๋‹ค๋…”์ฃ . ๊ทธ ์˜›๋‚  ์ง„์‹œํ™ฉ์ œ๊ฐ€ ๊ทธ๋žฌ๋“ฏ์ด ํ˜„์กดํ•˜๋Š” ๊ถŒ๋ ฅ์ž๋“ค๋„ ์•„๋งˆ ์—„์ฒญ๋‚œ ํˆฌ์ž๋ฅผ ํ•˜๊ณ  ์žˆ์„ ๊ฒƒ ๊ฐ™๊ตฐ์š”. ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ์–ด๋””์— ํˆฌ์žํ• ๊นŒ์š”? ์˜์ˆ ์ด ๋”๋ฐœ๋‹ฌํ•˜๋ฉด ๋ณ‘์„ ๊ณ ์น˜๋‹ˆ ๋” ์˜ค๋ž˜ ์‚ด๊ธด ํ•˜๊ฒ ์ฃ . ํ•˜์ง€๋งŒ ๋ณ‘์›์—์„œ ์‹œ๊ฐ„์„ ๋ณด๋‚ด์•ผํ•  ์ •๋„๋กœ ๊ฑด๊ฐ•์ด ๋‚˜๋น ์ง€๋ฉด ๊ทธ๋ ‡๊ฒŒ ์˜ค๋ž˜ ์‚ด๊ณ  ์‹ถ์€ ๋งˆ์Œ๋„ ์—†์–ด์งˆ ๊ฒƒ ๊ฐ™๊ตฐ์š”. ๋” ๋Š™๊ธฐ ์ „์— ๋…ธํ™”์™€ ๊ด€๋ จ๋œ ์—ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋“ค์„์ƒํ™œ์— ์ž˜ ํ™œ์šฉํ•˜๋ฉด ์กฐ๊ธˆ์€ ๋” ์˜ค๋ž˜ ๊ฑด๊ฐ•ํ•˜๊ฒŒ ์‚ด ์ˆ˜ ์žˆ์ง€ ์•Š์„๊นŒ? ํ•˜๋Š” ์ƒ๊ฐ์ด ๋“ญ๋‹ˆ๋‹ค.

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๋…ธํ™”์™€ ๋ถ€์‹คํ•œ ์ „์‚ฌ์˜ ๊ด€๊ณ„ ์ „์‚ฌ(transcription)๋ž€ DNA๋ฅผ ์ฃผํ˜•์œผ๋กœ RNA๊ฐ€ ๋งŒ๋“ค์–ด์ง€๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋งํ•œ๋‹ค. ์ง€๋‚œ 4์›” 12์ผ Nature์— ๋ฐœํ‘œ๋œ ๋…ผ๋ฌธ์— ๋”ฐ๋ฅด๋ฉด ๋…ธํ™”๋ž€ ์ „์‚ฌ๊ณผ์ •์—์„œ ์ƒ๊ธฐ๋Š” ๋ณ€ํ™”์™€ ํ•จ๊ป˜ ์ผ์–ด๋‚˜๋Š” ํ˜„์ƒ์ด๊ณ  ๋˜ํ•œ ์ „์‚ฌ๊ณผ์ •์— ์ผ์–ด๋‚˜๋Š” ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ๋ฐ”๋กœ ๋…ธํ™”๋ฅผ ์ผ์œผํ‚ค๋Š” ์›์ธ์ด๋ผ๊ณ  ํ•œ๋‹ค. ์ด ๊ฒฐ๊ณผ๋Š” ๊ทธ ๋™์•ˆ ๋…ธํ™”์™€ ๊ด€๋ จ๋œ ์—ฐ๊ตฌ์˜ ์ฃผ ์žฌ๋ฃŒ๋กœ์‚ฌ์šฉ๋˜์—ˆ๋˜ ์ƒ๋ฌผ๋“ค, ์ฆ‰ ์ดˆํŒŒ๋ฆฌ, ์„ ์ถฉ, ์ƒ์ฅ, ์ฅ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์‚ฌ๋žŒ ๋ชจ๋‘ ์—์„œ ๋‚˜ํƒ€๋‚œ ๊ณตํ†ต๋œ ํ˜„์ƒ์ด๋ผ๊ณ  ํ•œ๋‹ค. ์ด๋Ÿฌํ•œ ๋ฐœ๊ฒฌ์€ ๋…ธํ™”๋ฅผ ์ดํ•ดํ•˜๋Š”๋ฐ ๋ฟ ์•„๋‹ˆ๋ผ ๋…ธํ™”๋ฅผ ๊ฐœ์„ ํ•˜๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ๋ชจ์ƒ‰ํ•˜๋Š” ๋ฐ์—๋„ ์ผ์กฐํ•  ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋ณด์ธ๋‹ค. ํ˜ธ์ฃผ ์‹œ๋“œ๋‹ˆ์˜ UNSW์— ์†ํ•ด ์žˆ๋Š” Linsay Wu๋ฐ•์‚ฌ๋Š” โ€œ์šฐ๋ฆฌ๊ฐ€ ์–ด๋–ป๊ฒŒ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์™œ ๋‚˜์ด๋ฅผ ๋จน๋Š”์ง€๋ฅผ ์ดํ•ดํ•˜๋Š”๋ฐ ์™„์ „ํžˆ ์ƒˆ๋กœ์šด ์ง€ํ‰์„ ์—ด์—ˆ๋‹ค.โ€๊ณ  ํ–ˆ๋‹ค. ๋™๋ฌผ์ด ๋‚˜์ด๊ฐ€ ๋“ค๋ฉด์„œ ์•ˆ์ข‹์€ ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด๊ฐ€ ๋งŽ์ด ์ƒ๊ธฐ๊ณ  ๋˜ํ•œ ๋ ๋ถ€๋ถ„์€ ๊ณ„์† ์งง์•„์ง€๋Š” ํ˜„์ƒ์ด ์ผ์–ด๋‚˜๋Š” ๊ฒƒ์„ ์•Œ๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ๋งŽ์€ ์ด๋“ค์ด ์ด๋Ÿฐ ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์œ ์ „์ž๋ฐœํ˜„์— ์–ด๋–ค ์˜ํ–ฅ์„ ์ฃผ๋Š”์ง€ ์—ฐ๊ตฌํ–ˆ์ง€๋งŒ ์‹ค์ œ๋กœ ๋ฐœํ˜„๋˜๋Š” ๊ณผ์ •, ์ฆ‰ ์ „์‚ฌ ์ž์ฒด์— ์–ด๋–ค ๋ณ€ํ™”๋ฅผ ์ฃผ๋Š”์ง€๋Š” ๊ทธ๋‹ค์ง€ ์ฃผ๋ชฉํ•˜์ง€ ์•Š์•˜๋‹ค. ๋ถ€์‹คํ•œ ์ „์‚ฌ ๋…ผ๋ฌธ์˜ ํ•ต์‹ฌ ์ €์ž์ด๋ฉด์„œ ์ปดํ“จํ„ฐ์ „๋ฌธ๊ฐ€์ธ Beyer๋Š” ๋™๋ฃŒ๋“ค๊ณผ ํ•จ๊ป˜ 5 ์ข…๋ฅ˜์˜ ์ƒ๋ฌผ์—์„œ ๋‚˜์ด๊ฐ€ ๋“ค์–ด๊ฐ์— ๋”ฐ๋ผ ์ „์‚ฌ์— ์–ด๋–ค ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์ผ์–ด๋‚˜๋Š”์ง€๋ฅผ ๋ถ„์„ํ•˜์˜€๋‹ค.์šฐ์„  ๋…ธํ™”๋˜๋ฉด์„œ ์‹ค์ œ๋กœ DNA์— ๋ถ™์–ด RNA๋ฅผ ์ƒ์‚ฐํ•˜๋Š” RNA์ค‘ํ•ฉํšจ์†ŒII(RNA pol.II)์— ์–ด๋–ค ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์ƒ๊ธฐ๋Š”์ง€ ๋ดค๋‹ค. ํ‰๊ท ์ ์œผ๋กœ ๋‚˜์ด๊ฐ€ ๋“ค๋ฉด์„œ RNApol.II์˜๋ฐ˜์‘ ์†๋„๋Š” ๋นจ๋ผ์กŒ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ์ •ํ™•๋„๋Š” ๋–จ์–ด์กŒ์Œ์„ ์•Œ ์ˆ˜ ์žˆ์—ˆ๋‹ค. ์ฆ‰, DNA์„œ์—ด๊ณผ RNA์„œ์—ด์ด ๋งž์ง€ ์•Š๋Š” ๊ฒฝ์šฐ๊ฐ€ ๋งŽ์•˜๋‹ค. ์•ž์„  ์—ฐ๊ตฌ๋“ค์—์„œ ์‹์‚ฌ๋Ÿ‰์„ ์ œํ•œํ•˜๊ฑฐ๋‚˜ ์ธ์Š๋ฆฐ์‹ ํ˜ธ์ „๋‹ฌ์„ ์–ต์ œํ•  ๊ฒฝ์šฐ ํ‰๊ท  ์ˆ˜๋ช…์ด ๋Š˜์–ด๋‚œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ฐํžŒ๋ฐ” ์žˆ๋‹ค. ๋”ฐ๋ผ์„œ ์ด๋Ÿฐ ์ˆ˜๋ช…์„ ์—ฐ์žฅํ•œ ๊ฐœ์ฒด(์ดˆํŒŒ๋ฆฌ, ์„ ์ถฉ, ์ƒ์ฅ)์—์„œ๋Š” ๊ณผ์—ฐ RNA pol.II์— ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์žˆ์„์ง€ ์กฐ์‚ฌํ•œ ๊ฒฐ๊ณผ ์‹ค์ œ๋กœ ์ฒœ์ฒœํžˆ ์›€์ง์ด๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ณผ ์ˆ˜ ์žˆ์—ˆ๋‹ค. ์ด์— ๋”ํ•ด ์ƒ์ฅ์—์„œ ์ €์นผ๋กœ๋ฆฌ ์‹์‚ฌ๋ฅผ ์‹œํ‚ค๋ฉด ์—ญ์‹œ ์ฒœ์ฒœํžˆ ์›€์ง์ด๋Š” ๊ฒƒ์ด ๊ด€์ฐฐ๋˜์—ˆ๋‹ค. ๊ทธ๋ ‡๋‹ค๋ฉด ์ธ์œ„์ ์œผ๋กœ RNA pol.II์˜ ์†๋„๋ฅผ ์ค„์ด๋ฉด ์ˆ˜๋ช…์ด ์—ฐ์žฅ ๋ ๊นŒ? ์‹ค์ œ๋กœ RNA pol.II ์œ ์ „์ž์— ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด๋ฅผ ์ผ์œผ์ผœ ๋Š๋ฆฐ ์ „์‚ฌ๊ฐ€ ์ผ์–ด๋‚˜๋Š” ์ดˆํŒŒ๋ฆฌ์™€ ์„ ์ถฉ์„ ๋งŒ๋“ค์–ด ์กฐ์‚ฌํ•œ ๊ฒฐ๊ณผ ์ˆ˜๋ช…์ด 10 โ€“ 20% ์ •๋„ ์ฆ๊ฐ€ํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚ฌ๋‹ค. ๋ฐ˜๋Œ€๋กœ ๋‹ค์‹œ ์œ ์ „์ž ํŽธ์ง‘์„ ํ†ตํ•ด์›๋ž˜์˜ ์†๋„๋กœ ํšŒ๋ณต์‹œํ‚ค๋ฉด ๋‹ค์‹œ ์ˆ˜๋ช…์ด ์ •์ƒ์ด ๋˜๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ณผ ์ˆ˜ ์žˆ์—ˆ๋‹ค. ์ด์— ์—ฐ๊ตฌ์ž๋“ค์€ ์ „์‚ฌ๊ฐ€ ์ฒœ์ฒœํžˆ ์ผ์–ด๋‚˜๋Š” ๊ฒƒ๊ณผ DNA์˜ ์‘์ถ•์— ์ƒ๊ธด ๋ณ€ํ™”์™€ ๊ด€๊ณ„๊ฐ€ ์žˆ๋Š”์ง€ ์กฐ์‚ฌํ–ˆ๋‹ค. DNA๋ถ„์ž์˜ ๋งŽ์€ ๋ถ€์œ„๊ฐ€ ํžˆ์Šคํ†ค ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ์— ๋ถ™์–ด ๋‰ดํด๋ ˆ์˜ค์†œ์„ ์ด๋ฃจ๊ณ  ๋” ์‘์ถ•๋˜์–ด ๋ฐœํ˜„์ด ์ž˜ ์ผ์–ด๋‚˜์ง€ ๋ชปํ•œ ์ƒํƒœ๋กœ ์žˆ๋‹ค. ์‚ฌ๋žŒ์˜ ํ์„ธํฌ์™€ ํƒฏ์ค„์„ธํฌ๋ฅผ ๋น„๊ตํ•˜์—ฌ ๋‚˜์ด๋“  ์„ธํฌ๋Š” ๋‰ดํด๋ ˆ์˜ค์†œ์˜ ์ˆ˜๊ฐ€ ์ ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์„ ์•Œ ์ˆ˜ ์žˆ์—ˆ๋‹ค. ์ฆ‰, RNA pol.II๊ฐ€ ์›€์ง์ด๋Š”๋ฐ ๋ฐฉํ•ด๊ฐ€ ์ ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ๊ทธ๋ ‡๋‹ค๋ฉด ์ธ์œ„์ ์œผ๋กœ ํžˆ์Šคํ†ค ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ์˜ ์–‘์„ ์ฆ๊ฐ€์‹œํ‚ค๋ฉด ์–ด๋–ค ์ผ์ด ๋ฒŒ์–ด์งˆ๊นŒ? ์ดˆํŒŒ๋ฆฌ์‹คํ—˜์—์„œ ํžˆ์Šคํ†ค ์–‘์„ ์ฆ๊ฐ€์‹œํ‚ค๋ฉด RNA pol.II์˜ ์†๋„๊ฐ€ ๋Š๋ ค์กŒ๊ณ  ๋™์‹œ์— ์ˆ˜๋ช…๋„ ๋Š˜์–ด๋‚˜๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ณผ ์ˆ˜ ์žˆ์—ˆ๋‹ค. ์ด ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ๋™๋ฌผ๋“ค์ด ๋…ธํ™”๋˜๋Š” ๊ฒƒ์ด ํ›„์ƒ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”์™€ ์ƒ๊ด€์žˆ๋‹ค๋Š” ๊ธฐ์กด์˜ ์—ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ ๋“ค๊ณผ๋„ ์ž˜ ๋ถ€ํ•ฉํ•œ๋‹ค. ๋˜ํ•œ ์ด์ƒํ•œ ์ „์‚ฌ(Cryptic transcription)๊ฐ€ ๋…ธํ™”์˜ ์›์ธ์œผ๋กœ, ์œ ์ „์ž๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๊ฑฐ๋‚˜ ์œ ์ „์ž์˜ ์ผ๋ถ€๋งŒ์„ ๋ฐœํ˜„ํ•˜๋ฉด์„œ ๋…ธํ™”๊ฐ€ ์ผ์–ด๋‚œ๋‹ค๋Š” ์˜๊ฒฌ๊ณผ๋„ ์ผ๋งฅ์ƒํ†ตํ•œ๋‹ค๊ณ  ๋ณผ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ์ฆ‰, DNA์— ์ƒ๊ธด ๊ตฌ์กฐ์ ์ธ ๋ฌธ์ œ๊ฐ€ RNAํ•ฉ์„ฑ์„ ์ž˜ ์ œ์–ดํ•˜์ง€ ๋ชปํ•˜๊ณ  ๋น ๋ฅธ ์†๋„๋กœ ์ผ์–ด๋‚˜๊ฒŒ๋” ๋ณ€ํ™”์‹œํ‚ค๊ณ  ์ด๋Ÿฐ ๋ณ€ํ™”์— ๋”ฐ๋ผ ์ „์‚ฌ๊ฐ€ ๋น ๋ฅธ ์†๋„๋กœ ์—ฌ๊ธฐ์ €๊ธฐ์„œ ์ผ์–ด๋‚˜๊ฒŒ ๋งŒ๋“ ๋‹ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ์ „์‚ฌ๊ฐ€ ํšจ์œจ์ ์œผ๋กœ ์กฐ์ ˆ๋˜์ง€ ๋ชปํ•˜๋ฉด ์„ธํฌ๋‚ด ๋Œ€์‚ฌ๊ณผ์ •์— ์ด์ƒ์ด ์ƒ๊ธฐ๊ณ  ์ด๊ฒƒ์ด ๋ฐ”๋กœ ๋…ธํ™”์˜ ์›์ธ์ด๋ผ๊ณ  ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. Gemma Conroy, Aging studies in fi ve animals suggest how to reverse decline. Nature News 12 April 2023. (doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-01040-x) ์› ๋…ผ๋ฌธ: Debรจs, C. et al. Nature (https://doi.org/10.1038/s41586-023-05922-y )(2023). Baylor College of Medicine, Cryptic transcription, a novel phenomenon in mammalian stem cells, linked to aging. ScienceDaily August 2, 2021. ์› ๋…ผ๋ฌธ2: Brenna S, et al. Nature Aging, 2021; DOI: 10.1038/s43587-021-00091-x
๋ฐ”์•ผํ๋กœ ๊ฝƒํ”ผ๋Š” ๊ณ„์ ˆ, ๋ด„์ด๋‹ค. ์‹๋ฌผ๋“ค์€ ์‹œ๊ฐ„์˜ ๋ณ€ํ™”์— ๋”ฐ๋ผ ๊ฝƒ๋˜ ํ”ผ์šฐ๊ณ  ๋‚™์—ฝ๋„ ์ง€์šฐ๋ฉฐ ์šฐ๋ฆฌ๋“ค์˜ ๋ˆˆ์„ ์ฆ๊ฒ๊ฒŒ ํ•ด์ฃผ์ง€๋งŒ ๊ฒฐ์ฝ” ๋…ธ๋ž˜๋ฅผ ๋“ค๋ ค์ฃผ์ง€๋Š” ์•Š๋Š”๋‹ค. ๊ทธ๋ž˜์„œ ๊ฝƒ์ด ๋งŒ๊ฐœํ•œ ์‹๋ฌผ์›์„ ๊ฑท๊ฑฐ๋‚˜ ์ •์›์—์„œ๋„ ์กฐ์šฉํ•œ ์Œ์•…์„ ๋“ค์œผ๋ฉฐ ์‰ด ์ˆ˜๊ฐ€ ์žˆ๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ์–ธ์ œ๋ถ€ํ„ด๊ฐ€ ์‹๋ฌผ๋„ ์›€์ง์ด๊ณ  ์†Œ๋ฆฌ๋ฅผ ๋‚ธ๋‹ค๊ณ  ์ƒ๊ฐํ•˜๋Š” ์‚ฌ๋žŒ๋“ค์ด ์žˆ์—ˆ๊ณ  ๋“œ๋””์–ด ์‹๋ฌผ์ด ๋‚ด๋Š” ์†Œ๋ฆฌ๋ฅผ ๋…น์Œํ•ด์„œ ๋“ค๋ ค์ค„ ์ˆ˜ ์žˆ๊ฒŒ ๋˜์—ˆ๋‹ค. ์šฐ๋ฆฌ๊ฐ€ ๋“ฃ๊ธฐ์—” ๊ทธ์ € ํด๋ฆญํ•˜๋Š” ์†Œ๋ฆฌ๋กœ ๋“ค๋ฆด์ง€ ๋ชจ๋ฅด์ง€๋งŒ ์‹๋ฌผ์— ๋”ฐ๋ผ ์ƒํ™ฉ์— ๋”ฐ๋ผ ๋‹ค๋ฅธ ์†Œ๋ฆฌ๋ฅผ ๋‚ธ๋‹ค๋‹ˆ ์‹ ๊ธฐํ•œ ์ผ์ด ์•„๋‹ ์ˆ˜ ์—†๋‹ค. ๋ฒ—๊ฝƒ์ด ๋งŒ๊ฐœํ•œ ์š”์ฆ˜ ๊ณผ์—ฐ ์‹๋ฌผ๋“ค์€ ๋ญ๋ผ๊ณ  ์–˜๊ธฐํ•˜๊ณ  ์žˆ๋Š” ๊ฑธ๊นŒ?

evolution

physiology

005

์‹๋ฌผ๋“ค์˜ ์™ธ์นจ?

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๋…ธํ™”์— ๋Œ€ํ•œ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ๋‹ค์–‘ํ•œ ๋ถ„์•ผ์—์„œ ๋‹ค์–‘ํ•œ ๋ฐฉ๋ฒ•์œผ๋กœ ์ง„ํ–‰๋˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ์ƒ๋ฌผํ•™์ ์œผ๋กœ ๋…ธํ™”๋Š” ์ƒ์กด๋ฅ ์˜ ๊ฐ์†Œ๋ฅผ ์˜๋ฏธํ•œ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ์ผ๋ฐ˜์ ์œผ๋กœ๋Š” ์ƒ๊น€์ƒˆ ๋˜๋Š” ํŠน์ •ํ•œ ๊ธฐ๋Šฅ์ด ๋–จ์–ด์งˆ๋•Œ ๋…ธํ™”๋˜์—ˆ์Œ์„ ์ธ์ง€ํ•˜๊ฒŒ ๋œ๋‹ค. ํŠนํžˆ ํ”ผ๋ถ€์˜ ๋…ธํ™”๋Š” ๋ฐฐ์šฐ๋ฅผ ๋น„๋กฏํ•œ ์ผ๋ฐ˜์ธ๋“ค๋„ ์ˆจ๊ธธ ์ˆ˜ ์—†๋Š” ๋‚˜์ด ๋จน์Œ์˜ ์ƒ์ง•์œผ๋กœ ์•Œ๋ ค์ ธ ์žˆ๋‹ค. ์ด๋ฅผ ๊ฐœ์„ ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•œ ์•ฝํ’ˆ๊ณผ ํ™”์žฅํ’ˆ์˜ ์‹œ์žฅ์€ ๋‹ค๋ฅธ ์–ด๋Š ์‹œ์žฅ๋ณด๋‹ค๋„ ๊ทœ๋ชจ๊ฐ€ ํฐ๊ฒƒ์œผ๋กœ ์•Œ๋ ค์ง€๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ์—ฌ๊ธฐ ํ”ผ๋ถ€๋…ธํ™”์— ๋Œ€ํ•œ ์ƒˆ๋กœ์šด ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์„ ์ œ์‹œํ•˜๋Š” ๋…ผ๋ฌธ์„ ์†Œ๊ฐœํ•˜๋ ค๊ณ  ํ•œ๋‹ค.

health

genetics

006

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๋ด๋งˆํฌ์˜ ๋ฃฌํŠธ๋ฒก ๊ตญ์ œ ์‹ ๊ฒฝ๊ณผํ•™ ์žฌ๋‹จ(Lundbeck International Neuroscience Foundation)์€ 2023๋…„ ๋‡Œ ๊ณผํ•™์ƒ(Brain Prize) ์ˆ˜์ƒ์ž๋กœ ํฌ๋ฆฌ์Šค ํ™€ํŠธ(Christine Holt), ๋งˆ์ดํด ๊ทธ๋ฆฐ๋ฒ„๊ทธ(Michael Greenberg),๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์—๋ฆฐ ์Šˆ๋งŒ(Erin Schuman)๋ฐ•์‚ฌ 3๋ช…์˜ ์ด๋ฆ„์„ ๋ฐœํ‘œํ•˜์˜€์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์ด ๋‡Œ๊ณผํ•™์ƒ์€ ์ด ์ƒ๊ธˆ์ด ์šฐ๋ฆฌ๋‚˜๋ผ ๋ˆ์œผ๋กœ ์•ฝ 20์–ต์›์— ์ด๋ฅด๋Š” ์‹ ๊ฒฝ๊ณผํ•™์ž๋“ค์—๊ฒŒ ์ฃผ์–ด์ง€๋Š” ๊ฐ€์žฅ ๊ถŒ์œ„ ์žˆ๋Š” ์ƒ ์ค‘์— ํ•˜๋‚˜์ฃ . ์ด๋“ค์ด ๊ณตํ†ต์ ์œผ๋กœ ์—ฐ๊ตฌํ•œ ์ฃผ์ œ๋Š” ์‹ ๊ฒฝ์„ธํฌ ๊ฐ„์˜ ์—ฐ๊ฒฐ์ ์ด๋ผ๊ณ  ํ•  ์ˆ˜์žˆ๋Š” ์‹œ๋ƒ…์Šค์˜ ๊ฐ€์†Œ์„ฑ(plasticity, ๊ฐ€๋ณ€์„ฑ)์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ๋•Œ๋•Œ๋กœ ์‹ ๊ฒฝ ์—ฐ๊ฒฐ์€ ๋งˆ์น˜ ์ „๊ธฐ ํšŒ๋กœํŒ ์ฒ˜๋Ÿผ ์ผ๋‹จ ๋งŒ๋“ค์–ด์ง€๋ฉด ๋ณ€ํ•˜์ง€ ์•Š๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ์ธ์‹๋˜๊ณคํ•˜์ฃ . ์‚ฌ๋žŒ๋“ค์˜ ์ƒ๊ฐ์ด ๋ณ€ํ•˜์ง€ ์•Š๊ณ  ํ–‰๋™๋„ ๋ณ€ํ•˜์ง€ ์•Š๋Š” ๋‹ค๊ณ  ๋ฏฟ๋Š” ์›์ธ์ด๊ธฐ๋„ ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ๋‡Œ์— ์†์ƒ์„ ์ž…์€ ํ™˜์ž๋‚˜ ์„ฑ์ธ์œผ๋กœ ์„ฑ์žฅํ•˜๋ฉด์„œ ์‹ ๊ฒฝ์ด ์ƒˆ๋กœ์ด ์—ฐ๊ฒฐ๋˜๊ณ  ์‹ ๊ฒฝ ํšŒ๋กœ๊ฐ€ ๋ฐ”๋€๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์€ ์ด๋ฏธ ์ž˜ ์•Œ๋ ค์ง„ ์‚ฌ์‹ค์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ์™œ ๊ฐ€๋Šฅํ•˜๋ƒ๊ณ ์š”? ์‚ด์•„์žˆ๋Š” ์‹ ๊ฒฝ์„ธํฌ๋“ค์ด ํšŒ๋กœ๋ฅผ ๊ตฌ์„ฑํ•˜๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.  ์‹ฌ์ง€์–ด๋Š” ์„ฑ์ธ์ด ๋‹ค๋œ ๋’ค์—๋„ ์ƒˆ๋กœ์šด ๊ธฐ์–ต์ด ์ƒ์„ฑ๋˜๊ฑฐ๋‚˜ ํšŒ์ƒํ•  ๋•Œ๋งˆ๋‹ค ์‹œ๋ƒ…์Šค๊ฐ€ ์ƒˆ๋กœ์ด ํ˜•์„ฑ๋œ๋‹ค๋Š” ๋…ผ๋ฌธ๋„ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ๋‹ค๋งŒ ์–ด๋Š ์ˆ˜์ค€๊นŒ์ง€ ๋ฐ”๋€” ์ˆ˜ ์žˆ๋Š”์ง€๊ฐ€ ๊ด€๊ฑด์ด๊ณ , ์‹ ๊ฒฝ์ค„๊ธฐ์„ธํฌ์— ๋Œ€ํ•œ ์—ฐ๊ตฌ๊นŒ์ง€ ๊ธ‰์†ํžˆ ๋ฐœ์ „ํ•˜๋ฉด์„œ ๊ณผ์—ฐ ๊ทธ ๋™์•ˆ ๊ฑฐ์˜ ๋ถˆ์น˜๋ณ‘์œผ๋กœ ์•Œ๋ ค์กŒ๋˜ ํ‡ดํ–‰์„ฑ ์‹ ๊ฒฝ์งˆํ™˜๋“ค์— ๋Œ€ํ•œ ์น˜์œ ๋ฒ•์ด ๋‚˜์˜ฌ์ง€ ๊ธฐ๋Œ€๋˜๋Š” ์‹œ์ ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

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๋ด๋งˆํฌ์˜ ๋ฃฌํŠธ๋ฒก ๊ตญ์ œ ์‹ ๊ฒฝ๊ณผํ•™ ์žฌ๋‹จ(Lundbeck International Neuroscience Foundation)์€ 2023๋…„ ๋‡Œ ๊ณผํ•™์ƒ(Brain Prize) ์ˆ˜์ƒ์ž๋กœ ํฌ๋ฆฌ์Šค ํ™€ํŠธ(Christine Holt), ๋งˆ์ดํด ๊ทธ๋ฆฐ๋ฒ„๊ทธ(Michael Greenberg),๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์—๋ฆฐ ์Šˆ๋งŒ(Erin Schuman)๋ฐ•์‚ฌ 3๋ช…์˜ ์ด๋ฆ„์„ ๋ฐœํ‘œํ•˜์˜€์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์ด ๋‡Œ๊ณผํ•™์ƒ์€ ์ด ์ƒ๊ธˆ์ด ์šฐ๋ฆฌ๋‚˜๋ผ ๋ˆ์œผ๋กœ ์•ฝ 20์–ต์›์— ์ด๋ฅด๋Š” ์‹ ๊ฒฝ๊ณผํ•™์ž๋“ค์—๊ฒŒ ์ฃผ์–ด์ง€๋Š” ๊ฐ€์žฅ ๊ถŒ์œ„ ์žˆ๋Š” ์ƒ ์ค‘์— ํ•˜๋‚˜์ฃ . ์ด๋“ค์ด ๊ณตํ†ต์ ์œผ๋กœ ์—ฐ๊ตฌํ•œ ์ฃผ์ œ๋Š” ์‹ ๊ฒฝ์„ธํฌ ๊ฐ„์˜ ์—ฐ๊ฒฐ์ ์ด๋ผ๊ณ  ํ•  ์ˆ˜์žˆ๋Š” ์‹œ๋ƒ…์Šค์˜ ๊ฐ€์†Œ์„ฑ(plasticity, ๊ฐ€๋ณ€์„ฑ)์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ๋•Œ๋•Œ๋กœ ์‹ ๊ฒฝ ์—ฐ๊ฒฐ์€ ๋งˆ์น˜ ์ „๊ธฐ ํšŒ๋กœํŒ ์ฒ˜๋Ÿผ ์ผ๋‹จ ๋งŒ๋“ค์–ด์ง€๋ฉด ๋ณ€ํ•˜์ง€ ์•Š๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ์ธ์‹๋˜๊ณคํ•˜์ฃ . ์‚ฌ๋žŒ๋“ค์˜ ์ƒ๊ฐ์ด ๋ณ€ํ•˜์ง€ ์•Š๊ณ  ํ–‰๋™๋„ ๋ณ€ํ•˜์ง€ ์•Š๋Š” ๋‹ค๊ณ  ๋ฏฟ๋Š” ์›์ธ์ด๊ธฐ๋„ ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ๋‡Œ์— ์†์ƒ์„ ์ž…์€ ํ™˜์ž๋‚˜ ์„ฑ์ธ์œผ๋กœ ์„ฑ์žฅํ•˜๋ฉด์„œ ์‹ ๊ฒฝ์ด ์ƒˆ๋กœ์ด ์—ฐ๊ฒฐ๋˜๊ณ  ์‹ ๊ฒฝ ํšŒ๋กœ๊ฐ€ ๋ฐ”๋€๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์€ ์ด๋ฏธ ์ž˜ ์•Œ๋ ค์ง„ ์‚ฌ์‹ค์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ์™œ ๊ฐ€๋Šฅํ•˜๋ƒ๊ณ ์š”? ์‚ด์•„์žˆ๋Š” ์‹ ๊ฒฝ์„ธํฌ๋“ค์ด ํšŒ๋กœ๋ฅผ ๊ตฌ์„ฑํ•˜๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ์‹ฌ์ง€์–ด๋Š” ์„ฑ์ธ์ด ๋‹ค๋œ ๋’ค์—๋„ ์ƒˆ๋กœ์šด ๊ธฐ์–ต์ด ์ƒ์„ฑ๋˜๊ฑฐ๋‚˜ ํšŒ์ƒํ•  ๋•Œ๋งˆ๋‹ค ์‹œ๋ƒ…์Šค๊ฐ€ ์ƒˆ๋กœ์ด ํ˜•์„ฑ๋œ๋‹ค๋Š” ๋…ผ๋ฌธ๋„ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ๋‹ค๋งŒ ์–ด๋Š ์ˆ˜์ค€๊นŒ์ง€ ๋ฐ”๋€” ์ˆ˜ ์žˆ๋Š”์ง€๊ฐ€ ๊ด€๊ฑด์ด๊ณ , ์‹ ๊ฒฝ์ค„๊ธฐ์„ธํฌ์— ๋Œ€ํ•œ ์—ฐ๊ตฌ๊นŒ์ง€ ๊ธ‰์†ํžˆ ๋ฐœ์ „ํ•˜๋ฉด์„œ ๊ณผ์—ฐ ๊ทธ ๋™์•ˆ ๊ฑฐ์˜ ๋ถˆ์น˜๋ณ‘์œผ๋กœ ์•Œ๋ ค์กŒ๋˜ ํ‡ดํ–‰์„ฑ ์‹ ๊ฒฝ์งˆํ™˜๋“ค์— ๋Œ€ํ•œ ์น˜์œ ๋ฒ•์ด ๋‚˜์˜ฌ์ง€ ๊ธฐ๋Œ€๋˜๋Š” ์‹œ์ ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

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2023๋…„๋„ ๋‡Œ๊ณผํ•™์ƒ์€ ์‹œ๋ƒ…์Šค์˜ ๊ฐ€์†Œ์„ฑ ์—ฐ๊ตฌ์ž๋“ค์—๊ฒŒ 2023 brain Prize Awarded for Research on Synaptic Plasticity. ๋ด๋งˆํฌ์˜ Lundbeck Foundation์€ 2023๋…„ Brain Prize ์ˆ˜์ƒ์ž๋กœ Christine Holt, Michael Greenberg,๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  Erin Schuman 3๋ช…์—๊ฒŒ ์ด ์ผ๋ฐฑ๋งŒ ๋ด๋งˆํฌ ๋‹ฌ๋Ÿฌ(์•ฝ ๋ฐฑ6์‹ญ๋งŒ ๋ฏธ๊ตญ ๋‹ฌ๋Ÿฌ, ์šฐ๋ฆฌ ๋ˆ์œผ๋กœ ์น˜๋ฉด ์•ฝ 20์–ต์›)๋ฅผ ์ˆ˜์—ฌํ•œ๋‹ค๊ณ  ๋ฐœํ‘œํ•˜์˜€๋‹ค. Brain Prize๋Š” ์‹ ๊ฒฝ๊ณผํ•™์ž๋“ค์—๊ฒŒ ์ˆ˜์—ฌํ•˜๋Š” ๊ฐ€์žฅ ๊ถŒ์œ„์žˆ๋Š” ์ƒ์œผ๋กœ ๋งค๋…„ ๋‡Œ๊ณผํ•™์— ๊ฐ€์žฅ ์˜๋ฏธ์žˆ๋Š” ์˜ํ–ฅ์„ ๋ฏธ์นœ ๊ณผํ•™์ž๋“ค์—๊ฒŒ ์ˆ˜์—ฌํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ์—๋ด๋ฒ„๋Ÿฌ๋Œ€ํ•™์˜ ์‹ ๊ฒฝ๊ณผํ•™์ž์ด์ž ์ด ์ƒ์„ ์ฃผ๊ด€ํ•˜๋Š” ์œ„์›ํšŒ ์˜์žฅ์ธ Richard Morris๋Š” ์ด๋“ค์˜ ์—…์ ์„ โ€œ์—„์ฒญ๋‚œ ๊ณผํ•™์  ์ถฉ๊ฒฉโ€์ด๋ผ๊ณ  ํ‘œํ˜„ํ–ˆ๋‹ค. ์ด๋“ค์€ ๋‡Œ์˜ ๊ฐ€์†Œ์„ฑ(plasticity, ๋ณ€ํ™” ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ์„ฑ์งˆ)์˜ ๋ถ„์ž์  ๊ธฐ์ž‘์„ ๋ฐํ˜”๋‹ค: ํ•™์Šต, ๋ฐœ๋‹ฌ, ์™ธ์ƒ ์น˜์œ , ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์ƒˆ๋กœ์šด ์ •๋ณด์— ์ ์‘ํ•˜์—ฌ ๋‚˜ํƒ€๋‚˜๋Š” ๋‡Œ์˜ ์žฌํŽธ์„ฑ(rewiring) ๋Šฅ๋ ฅ. โ€œ๋ถˆํ™œ์„ฑ ์‹œ๋ƒ…์Šค๋Š” ์„ฑ์žฅ ํ›„ ๊ฐ€์†Œ์„ฑ์„ ์œ„ํ•œ ๊ฒƒ์ผ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค.โ€ ์ด๋“ค์€ ์‹œ๋ƒ…์Šค์˜ ๊ฐ€์†Œ์„ฑ์— ๊ด€ํ•œ ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ ํ•ฉ์„ฑ์— ๋Œ€ํ•ด ๊ฐ๊ธฐ ์—ฐ๊ตฌํ•˜์˜€๋‹ค. ํ•˜๋ฒ„๋“œ์˜๊ณผ๋Œ€ํ•™์˜Greenberg์˜ ๊ฒฝ์šฐ ์ „์‚ฌ์ธ์ž์ธ Fos ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ์˜ ์—ญํ• ์„ ๋ฐํ˜”๋Š”๋ฐ,์‹ ๊ฒฝํ™œ๋™์ด ์ด ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ์˜ ํ•ฉ์„ฑ์„ ์œ ๋„ํ•˜์—ฌ ๋‹ค๋ฅธ ๊ด€๋ จ ์œ ์ „์ž๋“ค์˜ ๋ฐœํ˜„์„ ์ฃผ๋„ํ•˜๊ณ  ๊ฒฐ๊ตญ ์‹ ๊ฒฝ์—ฐ๊ฒฐ์— ์žฅ๊ธฐ์ ์ธ ๋ณ€ํ™”๋ฅผ ์œ ๋„ํ•œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ฐํ˜”๋‹ค. ๊ทธ์˜ ์—ฐ๊ตฌ์‹ค์€ ๊ทธ ์ดํ›„์—๋„ ๋‡Œ์˜ ์—ฐ๊ฒฐ์—์„œ ์ผ์–ด๋‚˜๋Š” ๊ฐ๊ฐ์˜์กด์„ฑ ๋ณ€ํ™”์— ๋Œ€ํ•œ ์—ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ง„ํ–‰ํ•˜์—ฌ ์‹œ๋ƒ…์Šค์˜ ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ๊ธฐ์–ต, ํ–‰๋™, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ๋ฐœ์ƒ์—์„œ ์ค‘์š”ํ•œ ์—ญํ• ์„ ํ•œ๋‹ค๋Š”์‚ฌ์‹ค์„ ์•Œ์•„๋‚ด์—ˆ๋‹ค. Greenberg๋ฐ•์‚ฌ๋Š” Fos์™€ ๋‹ค๋ฅธ ์œ ์ „์ž๋“ค์— ์˜ํ•ด ์‹œ๋ƒ…์Šค์˜ ๊ฐ€์†Œ์„ฑ์ด ์ง„ํ–‰๋œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ฐํ˜”๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ์–ด๋–ป๊ฒŒ ํ•ต์—์„œ ์ผ์–ด๋‚˜๋Š” ์ผ์‹œ์ ์ธ ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์‹œ๋ƒ…์Šค์˜๊ฐ€์†Œ์„ฑ์„ ์˜ค๋žซ๋™์•ˆ ์œ ์ง€ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š”์ง€์— ๋Œ€ํ•œ ์˜๋ฌธ์€ ๊ฐ€์‹œ์งˆ ์•Š์•˜๋‹ค. Schuman๋ฐ•์‚ฌ๋Š” ์ด์— ๋Œ€ํ•ด ํ•ต์—์„œ์˜ ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์—†์ด๋„ ๊ตญ๋ถ€์ ์œผ๋กœ ์ผ์–ด๋‚˜๋Š” ๋ฒˆ์—ญ๊ณผ์ •(translation, ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ ํ•ฉ์„ฑ๊ณผ์ •)์ด ์‹œ๋ƒ…์Šค์˜ ์—ฐ๊ฒฐ ๋Šฅ๋ ฅ์„ ์œ ์ง€ํ•˜๋Š”๋ฐ ์ค‘์š”ํ•œ ์—ญํ• ์„ ํ•œ๋‹ค๋Š” ์‚ฌ์‹ค์„ ๋ฐํ˜”๋‹ค. Schuman์— ๋”ฐ๋ฅด๋ฉด ์ผ๋‹จ ๋งŒ๋“ค์–ด์ง„ mRNA๋ฅผ ๋ฉ€๋ฆฌ ๋ณด๋‚ด๊ณ  ๊ทธ ๊ณณ์—์„œ ํ•„์š”์— ๋”ฐ๋ผ ๋ฒˆ์—ญ์„ ์กฐ์ ˆํ•˜์—ฌ ์‹œ๋ƒ…์Šค์˜ ๊ฐ€์†Œ์„ฑ์„ ์กฐ์ ˆํ•œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ๊ทธ๋…€๋Š” ์ดํ›„ ๊ตญ์ง€์ ์ธ ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ ํ•ฉ์„ฑ๊ณผ ๋ถ„ํ•ด๊ฐ€ ์–ด๋–ป๊ฒŒ ์‹œ๋ƒ…์Šค์˜๊ฐ€์†Œ์„ฑ์— ์˜ํ–ฅ์„ ์ฃผ๋Š”์ง€ X-์—ผ์ƒ‰์ฒด ํ—ˆ์•ฝ(Fragile X-syndrome), ๊ฒฐ์ ˆ์„ฑ ๊ฒฝํ™”์ฆ(tuberous sclerosis)๋“ฑ์„ ํ†ตํ•ด ์—ฐ๊ตฌํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ๋Ÿฐ๋˜ ์ผ๋ธŒ๋ฆฌ์ง€๋Œ€ํ•™์˜ ์‹ ๊ฒฝ๊ณผํ•™์ž Holt ๋ฐ•์‚ฌ๋Š” ๋‡Œ์˜ ๋ฐœ์ƒ๊ณผ์ •์—์„œ ์ฒ˜์Œ ๋งŒ๋“ค์–ด์ง„ ์—ฐ๊ฒฐ์ด ์–ด๋–ป๊ฒŒ ์˜ค๋ž˜๋„๋ก ์ง€์†๋  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š”์ง€์— ๋Œ€ํ•ด ์—ฐ๊ตฌํ–ˆ๋‹ค. ๊ทธ๋…€๋Š” ํฌ์œ ๋™๋ฌผ์˜ ์‹œ๊ฐ์‹ ๊ฒฝ์ด ์—ฐ๊ฒฐ๋˜๋Š” ๊ณผ์ •์„ ์—ฐ๊ตฌํ•˜์—ฌ ์„ฑ์žฅ์ถ”(growth cone)๋ผ๊ณ  ๋ถ€๋ฅด๋Š” ์‹ ๊ฒฝ์˜ ๋ง๋‹จ ๋ถ€์œ„๊ฐ€ ํ‘œ์ ๊ธฐ๊ด€์„ ์ฐพ์•„๊ฐ€๋Š” ๊ณผ์ •์—์„œ ์—ญ์‹œ ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ์˜ ์ƒ์„ฑ๊ณผ ๋ถ„ํ•ด๊ฐ€ ๋น ๋ฅธ ์†๋„๋กœ ์ผ์–ด๋‚˜๋Š” ํ˜„์ƒ์ด ์ค‘์š”ํ•˜๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ฐํžˆ๊ฒŒ ๋˜์—ˆ๋‹ค. Holt์™€ Schuman์˜ ์—ฐ๊ตฌ ๋ชจ๋‘ ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ์˜ ํ•ฉ์„ฑ์ด ์‹ ๊ฒฝ์ ‘ํ•ฉ์„ ๋งŒ๋“ค๊ณ  ์œ ์ง€ํ•˜๋Š”๋ฐ์ค‘์š”ํ•˜๋‹ค๋Š” ์‚ฌ์‹ค์„ ์–˜๊ธฐํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. Morris๋ฐ•์‚ฌ์— ๋”ฐ๋ฅด๋ฉด โ€œ์ฒ˜์Œ Greeberg๋ฐ•์‚ฌ๊ฐ€ ์‹ ๊ฒฝ์˜ ํ™œ์„ฑ์ด ์ „์‚ฌ์— ์˜ํ–ฅ์„ ์ค„ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค๋Š” ์‚ฌ์‹ค์„ ๋ฐํ˜”๊ณ  ์ด์–ด Holt์™€ Schuman๋Š” ์ „์‚ฌ๋ฅผ ํ†ตํ•ด ๋งŒ๋“ค์–ด์ง„RNA๊ฐ€ ๋ง๋‹จ์ง€์—ญ์œผ๋กœ ์ˆ˜์†ก๋˜์–ด ์‹œ๋ƒ…์Šค๋ฅผ ๋ณ€ํ™”์‹œํ‚ค๋Š” ์ผ์„ ๋‹ด๋‹นํ•œ๋‹ค๋Š” ์‚ฌ์‹ค์„ ๋ฐํžŒ ๊ฒƒโ€์ด๋ผ๊ณ  ํ•˜์˜€๋‹ค. ์ด๋Ÿฐ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ๊ธฐ์ดˆ์—ฐ๊ตฌ์— ํ•ด๋‹นํ•˜์ง€๋งŒ ์ด๋“ค์˜ ์—ฐ๊ตฌ ์„ฑ๊ณผ๋Š” ์‹ ๊ฒฝ๋ฐœ๋‹ฌ๊ณผ ๊ฐ์ข… ํ‡ดํ–‰์„ฑ ์‹ ๊ฒฝ์งˆํ™˜์„ ์ดํ•ดํ•˜๋Š”๋ฐ ์œ ์ „ํ•™์  ๊ธฐ์ดˆ๋ฅผ ๋งŒ๋“ค์–ด ์ฃผ์—ˆ๋‹ค. Holt๋ฐ•์‚ฌ๋Š” โ€œ์ง€๋‚œ ๋ช‡ ๋…„๊ฐ„ ๊ฐ€์žฅ ๋†€๋ผ์šด ๋ฐœ๊ฒฌ์€ ํ‡ดํ–‰์„ฑ ์‹ ๊ฒฝ์งˆํ™˜๊ณผ mRNA์˜ ๊ด€๊ณ„๋ฅผ ์•Œ๊ฒŒ ๋œ ๊ฒƒ์ด๋‹ค. X-์—ผ์ƒ‰์ฒด ํ—ˆ์•ฝ ์ฆํ›„๊ตฐ๊ณผ ์•Œ์ธ ํ•˜์ด๋จธ์”จ๋ณ‘ ๋ชจ๋‘ ์‹œ๋ƒ…์Šค ๊ทผ์ฒ˜์—์„œ์˜mRNA ๋ฒˆ์—ญ์ด ์ž˜๋ชป๋œ ๊ฒƒ์ด๋‹ค.โ€๋ผ๊ณ  ํ•˜์˜€๋‹ค. โ€œ์•ž์œผ๋กœ ๋งŽ์€ ์ผ๋“ค์ด ์ด์™€(๋ฒˆ์—ญ) ๊ด€๋ จ๋˜์–ด ๋ฒŒ์–ด์งˆ ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ์ด๋ฏธ ์ง„ํ–‰๋˜๊ณ  ์žˆ๊ธฐ๋„ํ•˜์ง€๋งŒ ์•ž์œผ๋กœ๋Š” ํ›จ์”ฌ ๋” ๋งŽ์€ ์˜ˆ๋“ค์ด ๋ฐœ๊ฒฌ๋  ๊ฒƒ์ด๋‹ค.โ€๋ผ๊ณ  Morris๋ฐ•์‚ฌ๋Š”์˜ˆ์ธกํ–ˆ๋‹ค.
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evolution

genetics

008

ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์— ๋Œ€ํ•œ ์˜คํ•ด?

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๋ณธ๋ฌธ

ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ˜•์ด ์œ ์ „๋œ๋‹ค๊ณ ? ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์ (epigenetic) ๋ณ€ํ™” ๋Š” ์ƒ๋ช…์ฒด์˜ ์ผ์ƒ ๋™์•ˆ ์œ ์ „์ž์˜ ๋ฐœํ˜„์— ์ค‘๋Œ€ํ•œ ๋ณ€ํ™”๋ฅผ ์ค€๋‹ค. ์ด๋Ÿฐ ๋ณ€ํ™”๋Š” ์ƒ์‹์„ธํฌ์˜ ์œ ์ „์ฒด์—์„œ ์™„์ „ํžˆ ์”ป๊ฒจ์ ธ ๋‹ค์Œ ์„ธ๋Œ€์—๊ฒŒ๋Š” ์ƒˆ๋กœ์šด ์ถœ๋ฐœ์„ ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๊ฒŒ ํ•ด์ค€๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ์ง€๋‚œ 2์›” 7์ผ Cell์ง€์— ๋ฐœํ‘œ๋œ ๋…ผ๋ฌธ์— ๋”ฐ๋ฅด๋ฉด ์ด๋Ÿฐ ํ›„์„ฑํ•™์  ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์ œ๊ฑฐ ๊ณผ์ •์—๋„ ๋ถˆ๊ตฌํ•˜๊ณ  ๋‹ค์Œ ์„ธ๋Œ€์—๊ฒŒ ์ „๋‹ฌ๋œ๋‹ค๋Š” ์ฆ๊ฑฐ๊ฐ€ ์ œ์‹œ๋˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ์ผ๊ตฐ์˜ ๊ณผํ•™์ž๋“ค์— ๋”ฐ๋ฅด๋ฉด ์‹คํ—˜์‹ค ์ƒ์ฅ์˜ 4 ์„ธ๋Œ€๋™์•ˆ ํ›„์„ฑํ•™์ ์œผ๋กœ ๋ณ€ํ˜•๋œ ์œ ์ „์ž๋ฅผ ์ถ”์ ํ•œ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ฐ ์„ธ๋Œ€์—์„œ์žฌํ˜„๋˜๋Š” ํ˜„์ƒ์„ ๋ฐœ๊ฒฌํ–ˆ๋‹ค. ์ด ์žฌํ˜„์€ ํ›„์„ฑํ•™์  ๋ณ€ํ™”์˜ ์ œ๊ฑฐ ํ›„์—๋„ ์ผ์–ด๋‚˜๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋ณด์ธ๋‹ค. ์ €์ž๋“ค์€ ์ด ๊ฒƒ์ด ํ›„์„ฑํ•™์  ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์œ ์ „๋˜๋Š” ํ˜„์ƒ์„ ๋ฉ”ํ‹ธํ™”-ํŽธ์ง‘ ์ƒ์ฅ๋ฅผ ์ด์šฉํ•œ ์ฒซ ์ฆ๊ฑฐ๋ผ๊ณ  ์ฃผ์žฅํ•œ๋‹ค. 1990๋…„๋Œ€ ๊นŒ์ง€๋„ ์œ ์ „ ํ˜•์งˆ์˜ ๋ณ€ํ™”๋Š” DNA์—ผ๊ธฐ์„œ์—ด์˜ ๋ณ€ํ™”์— ์˜ํ•ด์„œ๋งŒ ์ผ์–ด๋‚œ๋‹ค๊ณ  ์•Œ๋ ค์กŒ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ์ด๋Ÿฐ ์ƒ๊ฐ์€ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์ด ๋‚˜์˜ค๋ฉด์„œ ์™„์ „ํžˆ ๋ฐ”๋€Œ๊ฒŒ ๋˜์—ˆ๋‹ค. ์ฆ‰, ํ™˜๊ฒฝ์ด๋‚˜ ํ–‰๋™์— ์˜ํ•ด ์—ผ๊ธฐ์„œ์—ด์˜ ๋ณ€ํ™” ์—†์ด๋„ ์œ ์ „์ž์˜ ๋ฐœํ˜„์ด ์กฐ์ ˆ๋  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด ์•Œ๋ ค์กŒ๋‹ค. ๊ฐ€์žฅ ๋Œ€ํ‘œ์ ์ธ ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ DNA์˜ ๋ฉ”ํ‹ธํ™”์—์˜ํ•œ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”์ด๋‹ค. 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Allard๋ฐ•์‚ฌ๋Š” ์ด ๋นˆ ์„๊ณ ํŒ์„ ๊ณ ๋ คํ•˜๋ฉด ํ™˜๊ฒฝ์ ์ธ ์œ ์‚ฐ์ด ์ „๋‹ฌ๋  ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์€ ์—†๋‹ค๊ณ  ์„ค๋ช…ํ•œ๋‹ค. ์•„์ง๋„ ๋งŽ์€ ๊ณผํ•™์ž๋“ค์ด ํ›„์„ฑํ•™์  ์œ ์‚ฐ์€ ์ผ์‹œ์ ์ธ ๊ฒƒ์ด๋ผ๊ณ ์ƒ๊ฐํ•˜์ง€๋งŒ ์ด๋“ค์„ ๋” ๊ฐœ์„ ๋œ ์—ฐ๊ตฌ๋ฒ•์ด ํ•„์š”ํ–ˆ์„ ๋ฟ์ด๋‹ค. ์ด ๋…ผ๋ฌธ์˜ ๊ณต๋™ ์ €์ž์ด์ž Altos Lab์˜ ์ค‘๊ฒฌ ์—ฐ๊ตฌ์›์ธ Takahashi์— ๋”ฐ๋ฅด๋ฉด CRISPR Cas-9 ํŽธ์ง‘๋ฒ•์„ ์ด์šฉํ•ด ํŠน์ • ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ํŒจํ„ด์„ ์ธ๊ฐ„ ์ค„๊ธฐ์„ธํฌ์˜ ์œ ์ „์ฒด์— ๋„ฃ์„ ์ˆ˜ ์žˆ์—ˆ๋‹ค. ์ด ์ƒˆ๋กœ์šด ๋ฐฉ๋ฒ•์œผ๋กœ Takahashi์™€ ๋™๋ฃŒ๋“ค์€ ํ›„์„ฑ์œ ์ „์  ์œ ์‚ฐ์ด ์œ ์ „๋˜๋Š”์ง€๋ฅผ์•Œ์•„๋ณด๊ธฐ ์‹œ์ž‘ํ–ˆ๋‹ค. ์ด ์ƒˆ๋กœ์šด DNA ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ํŽธ์ง‘๋ฒ•์„ ์ด์šฉํ•ด ์ƒ์ฅ์˜ ๋Œ€์‚ฌ๊ณผ์ •์— ๊ด€์—ฌํ•˜๋Š” 2๊ฐ€์ง€ ์œ ์ „์ž(๋‹น๋‡จ์™€ ๋น„๋งŒ๊ณผ ๊ด€๊ณ„๊ฐ€ ์žˆ์Œ)๋ฅผ ์นจ๋ฌต์‹œ์ผฐ๋‹ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์ด๋ ‡๊ฒŒ ๋งŒ๋“ค์–ด์ง„์ƒ์ฅ ์ค„๊ธฐ์„ธํฌ๋ฅผ ๋Œ€๋ฆฌ๋ชจ์— ์ด์‹์‹œ์ผœ ์ถœ์‚ฐ์‹œํ‚ค๊ณ  10๊ฐœ์›” ๋™์•ˆ ๊ด€์ฐฐํ•œ ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ๊ทธ๋“ค์ด ๊ธฐ๋Œ€ํ–ˆ๋˜ ๊ฒƒ์ฒ˜๋Ÿผ ์œ ์ „์ž๊ฐ€ ํŽธ์ง‘๋œ ์ค„๊ธฐ์„ธํฌ์— ์˜ํ•ด ๋งŒ๋“ค์–ด์ง„ ์ƒ์ฅ๋“ค์€ ๋น„๋งŒ์ด์—ˆ๊ณ  ์ฝœ๋ ˆ์Šคํ…Œ๋กค์น˜๋„ ๋†’์•˜๋‹ค. ๋˜ํ•œ ์œ ์ „์ž ๊ฒ€์‚ฌ๋ฅผ ํ†ตํ•ด ๋ณ€ํ˜•๋œ ๋Œ€๋ฆฝ์œ ์ „์ž๋ฅผ ๊ฐ–๋Š” ์ƒ์ฅ๋“ค์„ ๊ณจ๋ผ 4์„ธ๋Œ€๊นŒ์ง€ ํ‚ค์›Œ๋ณธ ๊ฒฐ๊ณผ 4๋Œ€์†๊นŒ์ง€๋„ ๊ทธ ๋ฉ”ํ‹ธํŒจํ„ด์ด ์œ ์ง€๋˜์—ˆ๊ณ  ํ˜•์งˆ ๋˜ํ•œ ๊ทธ๋Œ€๋กœ ์œ ์ง€๋˜์—ˆ๋‹ค. ์ด ๊ฒฐ๊ณผ๋Š” ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ˜•์ด ์œ ์ „๋œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ณด์—ฌ์ฃผ๋Š” ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ์ด ์‹คํ—˜ ๊ฒฐ๊ณผ์—์„œ ๊ฐ€์žฅ ํฅ๋ฏธ๋กœ์šด ์‚ฌ์‹ค์€ ์ด๋“ค ์ƒ์ฅ์˜ ์ƒ์‹์„ธํฌ๋กœ๋ถ€ํ„ฐ DNA๋ฅผ ๋ถ„๋ฆฌํ•˜์—ฌ ๋ถ„์„ํ•ด๋ดค์„ ๋•Œ ์ด๋“ค์€ ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๊ฐ€ ์ œ๊ฑฐ๋˜๋Š” ํ˜„์ƒ์„ ๋ดค๋‹ค๋Š” ์ ์ด๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฌ๋‹ค๊ฐ€ ์„ฑ์ ์œผ๋กœ ์„ฑ์ˆ™๋˜๊ธฐ ์ง์ „์— ๋‹ค์‹œ ์›๋ž˜์˜ ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ํŒจํ„ด์ด ๋‹ค์‹œ ๋‚˜ํƒ€๋‚ฌ๋‹ค. ์ด๋Š” ๋†€๋ž๊ฒŒ๋„ ์•„์ง๊นŒ์ง€ ์•Œ๋ ค์ง€์ง€ ์•Š์€ ๋ฐฉ์‹์œผ๋กœ ์žŠ์—ˆ๋˜ ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ํŒจํ„ด์„ ๊ธฐ์–ตํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ์•„์ง๋„ ๋„ˆ๋ฌด๋‚˜ ๋งŽ์€ ์งˆ๋ฌธ๋“ค์ด ๋Œ€๋‹ต์„ ๊ธฐ๋‹ค๋ฆฌ๊ณ  ์žˆ๋‹ค. โ€˜๋นˆ ์„๊ณ ํŒ(ํฐ ๋„ํ™”์ง€) ์ƒํƒœโ€™๋ž€ ๋ฌด์—‡์ธ๊ฐ€? ๋ฌด์—‡์ด ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๋ฅผ ๊ธฐ์–ตํ•ด์„œ ์žฌํ˜„ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์„๊นŒ?์ด๋“ค์ด ์‚ฌ์šฉํ•œ ์‹คํ—˜๋ฒ•์—๋Š” ๋ฌธ์ œ๊ฐ€ ์—†๋Š”๊ฐ€? ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์–ด๋–ป๊ฒŒ ์œ ์ „์ž ์—ผ๊ธฐ์„œ์—ด์— ๋ณ€ํ™”๋ฅผ ์ค„ ์ˆ˜ ์žˆ์„๊นŒ? ๋“ฑ ์ˆ˜๋งŽ์€ ์ƒ๋ฌผํ•™์ž๋“ค์ด ์งˆ๋ฌธ์„ ๋˜์งˆ๊ฒƒ์ด๋ผ๊ณ  ์ƒ๊ฐ๋œ๋‹ค. ์ด ์ฃผ์ œ๋Š” ์ƒ๋ฌผํ•™๋„๋“ค์—๊ฒŒ ๋ฟ ์•„๋‹ˆ๋ผ ์‚ฌํšŒํ•™์ด๋‚˜ ๊ต์œกํ•™์ ์œผ๋กœ๋„ ์ค‘์š”ํ•˜๋‹ค๊ณ  ์ƒ๊ฐ๋œ๋‹ค. ์ฆ‰, ๋ถ€๋ชจ์„ธ๋Œ€๊ฐ€ ์–ด๋–ค ๊ต์œก์„ ๋ฐ›๊ณ  ์–ด๋–ค ์ƒํ™œ์„ ํ–ˆ๋Š๋ƒ๊ฐ€ ์ž์†์—๊ฒŒ ์œ ์ „๋  ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์„ ๋ณด์—ฌ์ฃผ๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์ด๋‹ค. ์ง€๋‚œ 10์—ฌ๋…„๊ฐ„ C. elegans๋ฅผ ์ด์šฉํ•œ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” small RNA์— ์˜ํ•œ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์ •๋ง ์œ ์ „๋œ๋‹ค๋Š” ์‚ฌ์‹ค์„ ๋ณด๊ณ ํ•˜์˜€๊ณ  ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋กœ ์ฐจ์„ธ๋Œ€์˜ ์œ ์ „์ž ๋ฐœํ˜„์กฐ์ ˆ์ด ๊ฐ€๋Šฅํ•˜๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ณด์—ฌ ์ฃผ์—ˆ๋‹ค(Toker et al., 2022). ๊ณผ์—ฐ ๋ผ๋งˆ๋ฅดํฌ์˜ ์šฉ๋ถˆ์šฉ์„ค์ด ์ œ๊ธฐ๋œ ์ดํ›„ ์ง€์†์ ์œผ๋กœ ์ œ๊ธฐ๋˜์—ˆ๋˜ โ€œ์–ด๋–ค ๊ฐœ์ฒด๊ฐ€ ๊ฒฝํ—˜ํ•œ ํ™˜๊ฒฝ๊ณผ ์ ์‘์˜ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ€ ๊ณผ์—ฐ ๋‹ค์Œ ์„ธ๋Œ€์—๊ฒŒ๋„ ์ „ํ•ด์งˆ ๊ฒƒ์ธ๊ฐ€?โ€๋ผ๋Š” ์งˆ๋ฌธ์— ๋Œ€ํ•œ ํ•ด๋‹ต์„ ๊ตฌํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์„๊นŒ? ์ด์–ด์ง„ ์—ฐ๊ตฌ๋“ค์ด ๊ธฐ๋Œ€๋œ๋‹ค. Irving K, 2023, Mice pass epigenetic tweak to pups. TheScientist Feb 17, 2023. Von Meyenn F and Reik W, 2015, Forget the parents: Epigenetic reprogramming in human germ cells. Cell 181, June 4, 2015. http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2015.05.039 Toker et al., 2022, Developmental Cell 57, 298โ€“309, https://doi.org/10.1016/j.devcel.2022.01.005
์ธ๊ฐ„์˜
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neuroscience

physiology

009

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์ธ๊ฐ„์˜ ํ–‰ ๋™์„ ์ดํ•ดํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์€ ์ƒ๋ฌผํ•™์—์„œ ๋Œ€ํ‘œ์ ์ธ ๋‚œ์ œ์ค‘์— ๋‚œ์ œ์— ํ•ด๋‹นํ•œ๋‹ค . ๋ณต์žกํ•˜๊ฒŒ ์–ฝํžŒ ์‹ ๊ฒฝํšŒ๋กœ๋ฅผ ์—ฐ๊ตฌํ•˜๋Š”๊ฒƒ๋„ ์–ด๋ ค์šด๋ฐ ์ด ๋ณต์žกํ•œ ์‹ ๊ฒฝํšŒ๋กœ๊ฐ€ ๋ˆ„๊ฐ€ ์„ค๊ณ„ํ•˜์ง€๋„ ์•Š์•˜๋Š”๋ฐ ์Šค์Šค๋กœ ๊ธธ์„ ์ฐพ์•„๊ฐ€๋Š” ๊ณผ์ •์€ ๊ฒฝ์ด ๋กœ์›€ ๊ทธ ์ž์ฒด๋ผ๊ณ  ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค . ์•„์ง ๋ฏธ์ง€์˜ ์„ธ๊ณ„๋ผ๊ณ ๋Š” ํ•˜์ง€๋งŒ ํ˜„์žฌ ์ง„ํ–‰์ค‘์ธ ์‹ ๊ฒฝ์ƒ๋ฌผํ•™์˜ ๋ฐœ์ „์€ ๋ˆˆ๋ถ€์‹œ ๋‹ค . ์—ฌ๊ธฐ ์†Œ๊ฐœํ•œ ๋…ผ๋ฌธ์€ ์‹  ๊ฒฝ ๋ฐœ ์ƒ์ด ์„ธํฌ์˜ ์—๋„ˆ์ง€๋ฅผ ๊ณต๊ธ‰ํ•˜๋Š” ๋ฏธํ† ์ฝ˜๋“œ๋ฆฌ์•„์˜ ์ƒํƒœ์— ๋”ฐ๋ผ ์กฐ์ ˆ๋  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค ๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ฐํžŒ ๊ฒƒ์ด๋‹ค . ์‚ฌ์‹ค ๋ฏธํ† ์ฝ˜๋“œ๋ฆฌ์•„๋Š” ๋‹จ์ˆœํžˆ ์—๋„ˆ์ง€ ๊ณต๊ธ‰ ๋งŒ ํ•˜๋Š” ๊ธฐ๊ด€์€ ์•„๋‹ˆ๋‹ค . ๋ฏธํ† ์ฝ˜๋“œ๋ฆฌ์•„์˜ ์ƒˆ๋กœ ์šด ๊ธฐ๋Šฅ์„ ์•Œ์•„๋ณด์ž

๋ณธ๋ฌธ

ํ˜ธํก๋ฅ ์ด ์‹ ๊ฒฝ๋ฐœ๋‹ฌ ์†๋„๋ฅผ ์กฐ์ ˆํ•œ๋‹ค ? ์ธ๊ฐ„์˜ ๋‡Œ๋Š” ์•„์ฃผ ์ฒœ์ฒœํžˆ ์ž๋ผ๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ์•Œ๋ ค์ ธ ์žˆ๋‹ค . ์ƒ์ฅ์˜ ๊ฒฝ์šฐ๋Š” ๋ถˆ๊ณผ ๋ช‡ ์ฃผ ๋™์•ˆ์ด๋ฉด ๋˜๋Š” ์ผ์ด ์‚ฌ๋žŒ์˜ ๊ฒฝ์šฐ๋Š” ์™œ ? ์–ด๋–ป๊ฒŒ ? ๋ช‡ ๋…„์ด ๊ฑธ๋ฆฌ๋Š” ์ง€๋Š” ์ž˜ ๋ชจ๋ฅด๊ณ  ์žˆ๋‹ค . ์ด๋Ÿฐ ํŠน์ง•์ด ์ธ๊ฐ„์˜ ๋…ํŠนํ•œ ์ง€์  ๋Šฅ๋ ฅ๊ณผ ์–ด๋–ค ๊ด€๊ณ„๊ฐ€ ์žˆ๋Š”์ง€๋Š” ๋ชจ๋ฅด์ง€๋งŒ , ์ด ๊ณผ์ •์—์„œ ๋ฏธํ† ์ฝ˜๋“œ๋ฆฌ์•„๊ฐ€ ์ค‘์š”ํ•œ ์—ญํ• ์„ ๋‹ด๋‹นํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ์•Œ๋ ค์กŒ๋‹ค . ์ง€๋‚œ 1 ์›” 26 ์ผ์— Science Advances์ง€์— ๋ฐœํ‘œ๋œ ๋…ผ๋ฌธ์— ๋”ฐ๋ฅด๋ฉด ์‹ ๊ฒฝ์˜ ๋ฐœ๋‹ฌ์€ ๋ฏธํ† ์ฝ˜๋“œ๋ฆฌ์•„ ๋Œ€์‚ฌ์— ์˜ํ•ด ์กฐ์ ˆ๋  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด ์•Œ๋ ค์กŒ๋‹ค . ์‹ ๊ฒฝ์„ธํฌ์˜ ์„ฑ์žฅ์€ ํšŒ๋กœ๊ฐ€ ์งœ์—ฌ์ง€๋Š” ๊ณผ์ •์ด๋ผ๊ณ  ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๊ณ  ๊ทธ ๊ณผ์ •์„ ์กฐ์ ˆํ•œ๋‹ค๋ฉด ํšŒ๋กœ๋ฅผ ์กฐ์ ˆํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์„ ๊ฒƒ์ด๋ฉฐ ๋‚œ์น˜์„ฑ ๋‡Œ์งˆํ™˜๋“ค์„ ์น˜๋ฃŒํ•˜๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์œผ๋กœ ์‘์šฉ๋  ์ˆ˜๋„ ์žˆ์„ ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ์ด ๋ถ„์•ผ์˜ ์ „๋ฌธ๊ฐ€์ธ Pierre Vanderhe aghen ๋ฐ•์‚ฌ์˜ ๋ง์— ๋”ฐ๋ฅด๋ฉด , ์•ฝ 10 ์—ฌ๋…„์ „์— ์ธ๊ฐ„์˜ ์‹ ๊ฒฝ์„ธํฌ๋ฅผ ์„ฑ์žฅ ์ค‘์ธ ์ƒ์ฅ์˜ ๋‡Œ์— ์ด์‹ํ•˜์—ฌ ์ถ•์‚ญ์„ฑ์žฅ์†๋„๊ฐ€ ๋นจ๋ผ์งˆ ๊ฒƒ์ด๋ผ๊ณ  ์˜ˆ์ƒ์„ ํ–ˆ์œผ๋‚˜ ์›๋ž˜๋Œ€๋กœ ๋Š๋ฆฌ๊ฒŒ ์„ฑ์žฅํ•˜์˜€๋‹ค . ์ฆ‰ , ํ™˜๊ฒฝ์ ์ธ ์š”์ธ์—์˜ํ•ด ์ฒœ์ฒœํžˆ ์„ฑ์žฅํ•˜๋Š”๊ฒŒ ์•„๋‹ˆ๊ณ  ์›๋ž˜ ์„ธํฌ ์•ˆ์— ๋‚ด์žฌ๋œ ์›์ธ์ด ์žˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ์ด์— ๋”ํ•ด ์‹ ๊ฒฝ์€ ๋ฐœ์ƒํ•˜๋Š” ๊ณผ์ •์—์„œ ์ผ์ •ํ•œ ๋•Œ์— ์ˆ˜์ƒ๋Œ๊ธฐ์™€ ์‹œ๋ƒ…์Šคํ˜•์„ฑ ๋“ฑ์ด ๋™์‹œ์— ์ผ์–ด๋‚˜๋Š” ํŠน์ง•์ด ์žˆ๋‹ค . ์ด๋Š” ์„ธํฌ ์•ˆ์— ๋‚ด์žฌ๋œ ์กฐ์ ˆ ๊ธฐ์ž‘์ด ์กด์žฌํ•œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋งํ•œ๋‹ค . ์ตœ๊ทผ๋“ค์–ด ์‹ ๊ฒฝ์˜ ๋ฐœ๋‹ฌ ์ด ๋ฏธํ† ์ฝ˜๋“œ๋ฆฌ์•„์— ์˜์กดํ•ด์„œ ์กฐ์ ˆ๋œ๋‹ค๋Š” ์‚ฌ์‹ค์ด ๋‹ค๋ฅธ ๋…ผ๋ฌธ์—์„œ ์ œ์‹œ๋˜์—ˆ๊ณ  (Iwata et al., 2020) ์ด๋“ค ์€ ์ด ๊ฐ€์„ค์— ๋”ฐ๋ผ ๋ฏธํ† ์ฝ˜๋“œ๋ฆฌ์•„๋ฅผ ์กฐ์ ˆํ•˜๋ฉด ์‹ ๊ฒฝ๋ฐœ๋‹ฌ์ด ์กฐ์ ˆ๋˜๋Š”์ง€๋ฅผ ์‹คํ—˜ํ•ด ๋ณด์•˜๋‹ค . ์ค„๊ธฐ์„ธํฌ์ผ๋•Œ๋Š” ์ฃผ๋กœ ํ•ด๋‹น๊ณผ์ • ( glycolysis)์„ ํ†ตํ•œ ๋Œ€์‚ฌ์—๋„ˆ์ง€ ๊ณต๊ธ‰์ด ์ด๋ฃจ์–ด์ง„๋‹ค . ์ด๋Š” ์„ธํฌ๋‚ด ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ๋“ค์˜ building block ์„ ๋งŒ๋“ค๊ธฐ ์œ„ํ•œ ๊ณผ์ •์ด๊ธฐ๋„ ํ•˜๋‹ค . ๊ทธ๋Ÿฌ๋‹ค ๋ถ„ํ™”์‹œ๊ธฐ์— ์ด๋ฅด๋ฉด ์‚ฐํ™”์ ์ธ์‚ฐํ™” ๋ฐ˜์‘ (oxidative phosphorylation, ๋ฏธํ†  ์ฝ˜๋“œ๋ฆฌ์•„ ์— ์˜ํ•œ ์—๋„ˆ์ง€ ๊ณต๊ธ‰์œผ๋กœ ์ „ํ™˜๋œ๋‹ค . ์ด๋Š” ์‹ ๊ฒฝ์ค„๊ธฐ์„ธํฌ (neural stem/progenitor ์—์„œ๋„ ๋ถ„ํ™”๋˜๋Š” ๊ณผ์ •์—์„œ glycolytic enzyme ์—์„œ oxidative phosphorylation ์— ํ•„์š”ํ•œ ํšจ์†Œ๋“ค๋กœ ๋ฐœํ˜„์ด ์ „ํ™˜๋œ๋‹ค๋Š” ์‚ฌ์‹ค์ด ๋ฐํ˜€์ง€๊ธฐ๋„ ํ–ˆ๋‹ค . ์ฆ‰ , ๋ฏธํ† ์ฝ˜๋“œ๋ฆฌ์•„๊ฐ€ ํ™œ๋™์„ ํ•˜์ง€ ์•Š์„๋•Œ๋Š” ์ค„๊ธฐ์„ธํฌ๊ฐ€ ๋ถ„์—ดํ•˜๋ฉด์„œ ์ƒˆ๋กœ ๋งŒ๋“ค์–ด์ง€๊ณ  , ๋ฏธํ† ์ฝ˜๋“œ๋ฆฌ์•„๊ฐ€ ํ™œ์„ฑํ™”๋˜๋ฉด ๋ถ„์—ด์ด ์ž ์ž ํ•ด์ง€๊ณ  ๋ถ„ํ™”์˜ ๊ธธ๋กœ ๊ฐ€๊ฒŒ๋œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค (Iwata et al., 2020). ์ด ์‹คํ—˜์„ ์œ„ํ•ด ์‹ ๊ฒฝ์„ธํฌ๋กœ ๋ถ„ํ™”ํ•˜๋Š”๋ฐ ํ•„์š”ํ•œ ์œ ์ „์ž NeuroD1 ์ด ๋ฐœํ˜„๋˜๋Š” ์‹œ์ ์„ ๋ถ„ํ™” ์‹œ์ž‘์ ์œผ๋กœ ๋ณด๊ณ  ์‹ ๊ฒฝ๋Œ๊ธฐ๋“ค์˜ ๋ฐœ๋‹ฌ์ด ์–ด๋–ค ์†๋„๋กœ ์ผ์–ด๋‚˜๋Š”์ง€ ์ธก์ •ํ•˜์˜€๋‹ค . ์ด์™€ ๋™์‹œ์— ์„ธํฌ๋‚ด ๋ฏธํ† ์ฝ˜๋“œ๋ฆฌ์•„์˜ ํ™œ์„ฑ์„ ์ธก์ •ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด oxygraphy ๋ฅผ ์ด์šฉํ•œ ์‚ฐ์†Œํก์ˆ˜๋Ÿ‰ ์ธก์ •์„ ์‹ค์‹œํ•˜์˜€๋‹ค . ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ์ƒ์ฅ์—์„œ ์‹ ๊ฒฝ์œผ๋กœ ๋ถ„ํ™”๋ฅผ ์‹œ์ž‘ํ•œ์ง€ 20 ์ผ๋งŒ์— ์‚ฐ์†Œ ์†Œ๋น„๋Ÿ‰์ด ์ธ๊ฐ„์‹ ๊ฒฝ์„ธํฌ์— ๋น„ํ•ด ๊ฑฐ์˜ 10 ๋ฐฐ ์ฆ๊ฐ€ํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚ฌ๋‹ค . ๊ทธ๋ž˜์„œ ์‚ฌ๋žŒ ์‹ ๊ฒฝ์„ธํฌ์— ๋ฏธํ† ์ฝ˜๋“œ๋ฆฌ์•„ ํ™œ์„ฑ์„ ์ด‰์ง„ ์‹œํ‚ค๋Š” ๋ฌผ ์งˆ ์„ ์ฒ˜๋ฆฌํ•˜๊ณ  ๋ช‡ ์ฃผ๊ฐ€ ์ง€๋‚˜์ž ์ด๋ฅผ ์ฒ˜๋ฆฌํ•˜์ง€ ์•Š์€ ์‹ ๊ฒฝ์„ธํฌ์— ๋น„ํ•ด ํ›จ์”ฌ ์„ฑ์ˆ™ํ•œ ๋ชจ์Šต์„ ๋ณด์—ฌ์ฃผ์—ˆ๋‹ค . ์ด์™€๋Š” ๋ฐ˜๋Œ€๋กœ ์ƒ์ฅ ์‹ ๊ฒฝ์„ธํฌ์˜ ๋Œ€์‚ฌ๋ฅ ์„ ๋–จ์–ด๋œจ๋ฆด ๊ฒฝ์šฐ ์‹ ๊ฒฝ์ด ์ž๋ผ๋Š” ์†๋„๊ฐ€ ๊ฐ์†Œํ•œ๋‹ค๋Š” ์‚ฌ์‹ค๋„ ์•Œ์•„ ๋ƒˆ๋‹ค. ์ด ์—ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋กœ ์‹ ๊ฒฝ์˜ ๋ฐœ๋‹ฌ์ด ๋„ˆ๋ฌด ๋Š๋ฆฌ๊ฑฐ๋‚˜ ๋นจ๋ฆฌ ์ผ์–ด๋‚˜๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— ์ƒ๊ธฐ๋Š” ์งˆํ™˜๋“ค์— ๋Œ€ํ•œ ์น˜๋ฃŒ์˜ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์„ ๋ณผ ์ˆ˜ ์žˆ์—ˆ๋‹ค . ํ•˜์ง€๋งŒ ์—ฐ๊ตฌ์ž๋“ค๋„ ๋ฏธํ† ์ฝ˜๋“œ๋ฆฌ์•„์˜ ๊ธฐ๋Šฅ ์กฐ์ ˆ๋งŒ์œผ๋กœ ๋ชจ๋“  ๋ฌธ์ œ๊ฐ€ ํ•ด๊ฒฐ๋  ๊ฒƒ ๊ฐ™์ง€๋Š” ์•Š๋‹ค๊ณ  ๋งํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค (Motori et al., 2020). ์ธ๊ฐ„์˜ ๋‡Œ๊ฐ€ ์ฒœ์ฒœํžˆ ์ž๋ผ๋Š” ๊ฒƒ์ด ์ธ๊ฐ„ ๋งŒ์ด ๊ฐ€์ง„ ๋…ํŠนํ•œ ๋‡Œ์˜ ์ง€์  ๋Šฅ๋ ฅ๊ณผ ๊ด€๊ณ„ ์žˆ๋‹ค๊ณ  ์ƒ๊ฐํ•˜๋Š” ์‚ฌ๋žŒ๋“ค์ด ๋งŽ๋‹ค . ๊ทธ๋ ‡๋‹ค๋ฉด ๋ฐœ์ƒ ์ค‘์ธ ์ธ๊ฐ„์˜ ๋‡Œ์— ๋ฏธํ† ์ฝ˜๋“œ๋ฆฌ์•„์˜ ํ™œ์„ฑ์„ ์กฐ์ ˆํ•œ๋‹ค๋ฉด ์ธ๊ฐ„์˜ ์ง€๋Šฅ์—๋„ ์˜ํ–ฅ์„ ์ค„ ์ˆ˜ ์žˆ์ง€ ์•Š์„๊นŒ ? ํ•˜๋Š” ์ƒ๊ฐ์„ ํ•ด๋ณธ๋‹ค . ํŠนํžˆ ์•ฝ๋ฌผ๋กœ ์ด๋Ÿฐ ์‹ ๊ฒฝ์˜ ๋ฐœ๋‹ฌ์„ ์กฐ์ ˆํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค๋ฉด ์ง€๊ตฌ ์–ด๋””์—์„ ๊ฐ€ ์ด๋ฏธ ์ด๋Ÿฐ ์‹คํ—˜๋“ค์ด ์ง„ํ–‰๋˜๊ณ  ์žˆ์ง€ ์•Š์„๊นŒ? Irving K, 2023, Mitochondrial metabolism dictates neuronโ€™s growth rete. TheScientist, Jan 30.hondrial metabolism dictates neuronโ€™s growth rete. TheScientist, Jan 30. Iwata R, Casimir P, Vanderhaghen P, 2020, Mitochondrial dynamics in postmitotic cells regulate Neurogenesis. Science 369(6505):858neurogenesis. Science 369(6505):858--862862 Motori et al., Sci. Adv. 2020; 6: eaba8271, 228 Aug 2020.8 Aug 2020. Petrelli F, Scandella V, Montessult S, et al., 2023, Mitochondrial pyruvate metabolism regulates the activation of quiescent adult neural stem cells. Sci. Adv. 9, eadd5220(2023)activation of quiescent adult neural stem cells. Sci. Adv. 9, eadd5220(2023)
๋…ธํ™”์— ๋Œ€ํ•œ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ๊ฐœ์ฒด์ˆ˜์ค€์—์„œ ๋งŽ์ด ์ด๋ฃจ์–ด์ง€๊ณ  ์žˆ์ง€๋งŒ, ์‚ฌ์‹ค ์ƒ๊ฐํ•ด๋ณด๋ฉด ๊ฐ ๊ฐœ์ฒด๋ฅผ ๊ตฌ์„ฑํ•˜๊ณ  ์žˆ๋Š” ์„ธํฌ์˜ ๋…ธํ™”๊ฐ€ ์ผ์–ด๋‚˜๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— ๋ฐœ์ƒํ•˜๋Š” ์ผ์ž„์„ ์•Œ ์ˆ˜ ์žˆ์ฃ .  ๋Œ€ํ‘œ์ ์œผ๋กœ ์„ธํฌ๊ฐ€ ๋ถ„์—ด์„ ๋ฉˆ์ถ”๋ฉด ์—ฌ๋Ÿฌ ๋…ธํ™”ํ˜„์ƒ์ด ์ง„ํ–‰๋œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด ์•Œ๋ ค์ ธ ์žˆ๋Š”๋ฐ, ๊ทธ๋ ‡๋‹ค๋ฉด ์„ธํฌ๋Š” ๋…ธํ™”ํ•˜๋ฉด์„œ ์™œ ๋ถ„์—ด์„ ๋ฉˆ์ถ”๋Š” ๊ฑธ๊นŒ์š”? 
๊ฐ„๋‹จํ•˜๊ฒŒ ์„ค๋ช…ํ•˜์ž๋ฉด ์„ธํฌ๊ฐ€ ๋…ธํ™”ํ•˜์˜€๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์€ ์„ธํฌ๋ถ„์—ด์„ ๋ฉˆ์ถ˜ ๊ฒƒ์„ ๋งํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.  ์ด๋ฏธ ๋งŽ์€ ์‚ฌ๋žŒ๋“ค์ด ์•Œ๊ณ  ์žˆ๋“ฏ์ด ๋Œ€ํ‘œ์ ์ธ ์›์ธ์œผ๋กœ DNA๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด๋‚˜ ํ…”๋กœ๋ฏธ์–ด์˜ ๋‹จ์ถ•(์งง์•„์ง)์„โ€‹ ๋“ค ์ˆ˜ ์žˆ์ฃ . ๊ทธ๋Ÿฌ๋‚˜ ์ด๋“ค ๋งŒ์œผ๋กœ๋Š” ์„ค๋ช…ํ•˜๊ธฐ ์–ด๋ ค์šด ๋ถ€๋ถ„์ด ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์˜ˆ๋ฅผ ๋“ค๋ฉด ์„ธํฌ๋“ค์€ ์ข…๋ฅ˜์— ๋”ฐ๋ผ ๊ณ ์œ ์˜ ์ˆ˜๋ช…์ด ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์‚ฌ๋žŒ์˜ ์†Œํ™”๊ด€์ด๋‚˜ ํ”ผ๋ถ€๋ฅผ ๋‘˜๋Ÿฌ์‹ธ๊ณ  ์žˆ๋Š” ์„ธํฌ๋“ค์€ 3-5์ผ ์ •๋„๋ฉด ๋Œ€์ฒด๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๋ฐ˜๋ฉด ์ค„๊ธฐ์„ธํฌ๋‚˜ ์‹ ๊ฒฝ์„ธํฌ์˜ ๊ฒฝ์šฐ๋Š” ๋ช‡ ๋…„ ์ด์ƒ์„ ์‚ด์ง€์š”. ํ˜„์žฌ๋Š” ์—ฌ๋Ÿฌ ์—ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํ†ตํ•ด ๋‹ค๋ฅธ ์š”์ธ๋“ค ์˜ˆ์ปจ๋ฐ ํ›„์ƒ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๋„ ์„ธํฌ๋…ธํ™”์˜ ์›์ธ์ด๋˜๊ณ  ์„ธํฌ๋ถ„์—ด์ค‘์ง€์— ์›์ธ์ด ๋  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด ๋ฐํ˜€์กŒ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์—ฌ๊ธฐ์„œ๋Š” ์„ธํฌ์˜ ๋ถ„๋น„๊ณผ์ •์— ์ƒ๊ธฐ๋Š” ๋ณ€ํ™”์™€ ๋…ธํ™”๊ฐ€ ์–ด๋–ป๊ฒŒ ์—ฐ๊ฒฐ๋˜๋Š”์ง€ ์•Œ์•„๋ณผ ๊ฒƒ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

aging

cell biology

010

์„ธํฌ๋…ธํ™”๋ž€?

๋…ธํ™”์— ๋Œ€ํ•œ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ๊ฐœ์ฒด์ˆ˜์ค€์—์„œ ๋งŽ์ด ์ด๋ฃจ์–ด์ง€๊ณ  ์žˆ์ง€๋งŒ, ์‚ฌ์‹ค ์ƒ๊ฐํ•ด๋ณด๋ฉด ๊ฐ ๊ฐœ์ฒด๋ฅผ ๊ตฌ์„ฑํ•˜๊ณ  ์žˆ๋Š” ์„ธํฌ์˜ ๋…ธํ™”๊ฐ€ ์ผ์–ด๋‚˜๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— ๋ฐœ์ƒํ•˜๋Š” ์ผ์ž„์„ ์•Œ ์ˆ˜ ์žˆ์ฃ . ๋Œ€ํ‘œ์ ์œผ๋กœ ์„ธํฌ๊ฐ€ ๋ถ„์—ด์„ ๋ฉˆ์ถ”๋ฉด ์—ฌ๋Ÿฌ ๋…ธํ™”ํ˜„์ƒ์ด ์ง„ํ–‰๋œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด ์•Œ๋ ค์ ธ ์žˆ๋Š”๋ฐ, ๊ทธ๋ ‡๋‹ค๋ฉด ์„ธํฌ๋Š” ๋…ธํ™”ํ•˜๋ฉด์„œ ์™œ ๋ถ„์—ด์„ ๋ฉˆ์ถ”๋Š” ๊ฑธ๊นŒ์š”? ๊ฐ„๋‹จํ•˜๊ฒŒ ์„ค๋ช…ํ•˜์ž๋ฉด ์„ธํฌ๊ฐ€ ๋…ธํ™”ํ•˜์˜€๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์€ ์„ธํฌ๋ถ„์—ด์„ ๋ฉˆ์ถ˜ ๊ฒƒ์„ ๋งํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์ด๋ฏธ ๋งŽ์€ ์‚ฌ๋žŒ๋“ค์ด ์•Œ๊ณ  ์žˆ๋“ฏ์ด ๋Œ€ํ‘œ์ ์ธ ์›์ธ์œผ๋กœ DNA๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด๋‚˜ ํ…”๋กœ๋ฏธ์–ด์˜ ๋‹จ์ถ•(์งง์•„์ง)์„โ€‹ ๋“ค ์ˆ˜ ์žˆ์ฃ . ๊ทธ๋Ÿฌ๋‚˜ ์ด๋“ค ๋งŒ์œผ๋กœ๋Š” ์„ค๋ช…ํ•˜๊ธฐ ์–ด๋ ค์šด ๋ถ€๋ถ„์ด ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์˜ˆ๋ฅผ ๋“ค๋ฉด ์„ธํฌ๋“ค์€ ์ข…๋ฅ˜์— ๋”ฐ๋ผ ๊ณ ์œ ์˜ ์ˆ˜๋ช…์ด ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์‚ฌ๋žŒ์˜ ์†Œํ™”๊ด€์ด๋‚˜ ํ”ผ๋ถ€๋ฅผ ๋‘˜๋Ÿฌ์‹ธ๊ณ  ์žˆ๋Š” ์„ธํฌ๋“ค์€ 3-5์ผ ์ •๋„๋ฉด ๋Œ€์ฒด๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๋ฐ˜๋ฉด ์ค„๊ธฐ์„ธํฌ๋‚˜ ์‹ ๊ฒฝ์„ธํฌ์˜ ๊ฒฝ์šฐ๋Š” ๋ช‡ ๋…„ ์ด์ƒ์„ ์‚ด์ง€์š”. ํ˜„์žฌ๋Š” ์—ฌ๋Ÿฌ ์—ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํ†ตํ•ด ๋‹ค๋ฅธ ์š”์ธ๋“ค ์˜ˆ์ปจ๋ฐ ํ›„์ƒ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๋„ ์„ธํฌ๋…ธํ™”์˜ ์›์ธ์ด๋˜๊ณ  ์„ธํฌ๋ถ„์—ด์ค‘์ง€์— ์›์ธ์ด ๋  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด ๋ฐํ˜€์กŒ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์—ฌ๊ธฐ์„œ๋Š” ์„ธํฌ์˜ ๋ถ„๋น„๊ณผ์ •์— ์ƒ๊ธฐ๋Š” ๋ณ€ํ™”์™€ ๋…ธํ™”๊ฐ€ ์–ด๋–ป๊ฒŒ ์—ฐ๊ฒฐ๋˜๋Š”์ง€ ์•Œ์•„๋ณผ ๊ฒƒ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

๋ณธ๋ฌธ

์„ธํฌ๋…ธํ™”๋ž€? ์„ธํฌ๋…ธํ™”๋Š” ์„ธํฌ์ˆ˜์ค€์—์„œ ๋…ธํ™”ํ˜„์ƒ์ด ๋ฐœํ˜„๋˜๋Š” ๊ฒƒ์ด๊ณ  ์ด๋Š” ์„ธํฌ๊ฐ€ ๋ถ„์—ด์„ ๋ฉˆ์ถ”๊ณ  ์„ธํฌ๋ถ„์—ด์˜ G1๊ธฐ์— ๋ฉˆ์ถ”์—ˆ์„ ๋•Œ ๋‚˜ํƒ€๋‚œ๋‹ค. ์ด๋•Œ ์„ธํฌ์—๋Š” ์—ฌ๋Ÿฌ ํ˜•ํƒœ์ , ๋Œ€์‚ฌ์  ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ๋‚˜ํƒ€๋‚œ๋‹ค. ์ด๋Ÿฐ ๋ณ€ํ™”์—๋Š” ์—ผ์ƒ‰์ฒด์˜ ์ „๋ฐ˜์ ์ธ ํƒˆ๋ฉ”ํ‹ธํ™”์™€ ์ด์งˆ์—ผ์ƒ‰์งˆ ์ค‘์  ํ˜•์„ฑ๊ณผ ๊ฐ™์ด ์œ ์ „์ž์˜ ๋ฐœํ˜„ ์–‘์ƒ์„ ๋ฐ”๊พธ๋Š” ์žฌ๊ตฌ์„ฑ๋„ ํฌํ•จ๋œ๋‹ค. ์ด์— ๋”ํ•ด ๋‚˜์ด๋“  ์„ธํฌ๋Š” ํฌ๊ธฐ๊ฐ€ ํฌ๊ณ  ์„ธํฌ๋‚ด ๊ณผ๋ฆฝ๋“ค๋„ ๋งŽ์•„์ง„๋‹ค. ๋‚˜์ด๋“  ์„ธํฌ๋Š” ์„ธํฌ์ž์‚ด(์•„ํฝํ† ์‹œ์Šค)์ด๋‚˜ ๋ฉด์—ญ์„ธํฌ์— ์˜ํ•ด ๋ชธ์—์„œ ์ œ๊ฑฐ๋œ๋‹ค. ์„ธํฌ๋…ธํ™”๊ฐ€ ๊ฐœ์ฒด์˜ ๋…ธํ™”์™€ ์—ฐ๊ด€๋˜์–ด ์žˆ๊ธด ํ•˜์ง€๋งŒ ๋ฐฐ๋ฐœ์ƒ์ด๋‚˜ ์ƒ์ฒ˜์น˜์œ , ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ํ•ญ์ƒ์„ฑ ์œ ์ง€์—๋„ ์ค‘์š”ํ•œ ์—ญํ• ์„ ํ•œ๋‹ค. ์˜ˆ๋ฅผ ๋“ค๋ฉด ์ค‘์ถ”์‹ ๊ฒฝ๊ณ„์˜ ๋ฐœ์ƒ๊ณผ์ •์—์„œ ์ œ๋Œ€๋กœ ๋œ ๋‡Œ์™€ ์ฒ™์ˆ˜์˜ ํ˜•์„ฑ์„ ์œ„ํ•ด ์‹ ๊ฒฝ๊ด€์˜ ์ผ๋ถ€๊ฐ€ ๋…ธํ™”๊ณผ์ •์„ ๊ฑฐ์นœ๋‹ค. ์„ธํฌ์˜ ๋ถ„์—ด ๋Šฅ๋ ฅ์—๋Š” ํ•œ๊ณ„๊ฐ€ ์žˆ๋‹ค๋Š” ์‚ฌ์‹ค์€ 1961๋…„ Leonard Hayflick๊ณผ Paul Moorhead๊ฐ€ ์‚ฌ๋žŒ์˜ ์„ฌ์œ ์•„์„ธํฌ๋ฅผ ์ง€์†์ ์œผ๋กœ ๊ณ„๋Œ€๋ฐฐ์–‘(serial culture)์„ ํ•˜๋ฉด์„œ ์ฒ˜์Œ์œผ๋กœ ๋ฐœ๊ฒฌํ–ˆ๋‹ค. ์ด๋“ค์€ ์„ธํฌ๊ฐ€ 40-60ํšŒ ๋ถ„์—ดํ•˜๊ณ  ๋‚œ๋’ค ๋ฉˆ์ถ˜๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์„ ์•Œ์•˜๊ณ  ์ด๋ ‡๊ฒŒ ์„ธํฌ์˜ ๋ถ„์—ด ํšŸ์ˆ˜๊ฐ€ ํ•œ์ •๋œ ๊ฒƒ์„ โ€œํ—ค์ดํ”„๋ฆญ์˜ ํ•œ๊ณ„, Hayflick limitโ€์ด๋ผ๊ณ  ๋ถ€๋ฅธ๋‹ค. ๋ฌด์—‡์ด ์„ธํฌ๋…ธํ™”๋ฅผ ๋ถ€์ถ”๊ธฐ๋‚˜? ์„ธํฌ๋…ธํ™”๋Š” ์—ฌ๋Ÿฌ ๋‚ด๋ถ€, ์™ธ๋ถ€ ์š”์ธ๋“ค์— ์˜ํ•ด ๊ฒฉ๋ฐœ๋œ๋‹ค. ์˜ˆ๋ฅผ ๋“ค๋ฉด ๋‚ด๋ถ€์  ์š”์ธ์œผ๋กœ ํ…”๋กœ๋ฏธ์–ด์˜ ์ถ•์†Œ, DNA ์†์ƒ, ๋ฏธํ† ์ฝ˜๋“œ๋ฆฌ์•„์˜ ๋ถ€์ „, ํ›„์ƒ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”, ์˜์–‘์†Œ์˜ ๊ฒฐํ•, ๋ฐœ์•”์œ ์ „์ž ์‹ ํ˜ธ์˜ ํ™œ์„ฑํ™” ๋“ฑ์ด ํฌํ•จ๋œ๋‹ค. ์™ธ๋ถ€์ ์ธ ์š”์ธ์œผ๋กœ๋Š” ์ „์ž๊ธฐํŒŒ์˜ ์กฐ์‚ฌ์™€ ํ™”ํ•™์˜์•ฝํ’ˆ ๋“ฑ์— ์˜ํ•œ ์ŠคํŠธ๋ ˆ์Šค๋ฅผ ๋“ค ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ์‹คํ—˜์‹ค์—์„œ ์„ธํฌ์˜ ๋…ธํ™”๋ฅผ ์‹คํ—˜์‹ค์—์„œ ์ธก์ •ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด์„œ๋Š” ๋ช‡ ๊ฐ€์ง€ ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ์‚ฌ์šฉํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š”๋ฐ, ์„ธํฌ์˜ ๋ผ์ด์†Œ์†œ์— ์žˆ๋Š” ๋…ธํ™”-๊ด€๋ จ B-๊ฐˆ๋ฝ๋„์‹œ๋ฐ์ด์Šค (senescence-associated B-galatosidase, SABG)์˜ ํ™œ์„ฑ, p16๊ณผ p21์˜ ๋ฐœํ˜„์„ ๋…ธํ™”์˜ ์ง€ํ‘œ๋กœ ์‚ฌ์šฉํ•œ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ์ข€๋” ๊ฐ„๋‹จํ•˜๊ณ  ์„ธํฌ๋ฅผ ์ง์ ‘ ์ฒด์ทจํ•˜์ง€ ์•Š๊ณ ๋„ ๋…ธํ™”์ •๋„๋ฅผ ์ธก์ •ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์ด ํ•„์š”ํ•˜๋‹ค. ๋…ธํ™”-๊ด€๋ จ ๋ถ„๋น„ ํ˜•์งˆ(SASP) ๋…ธํ™”๋œ ์„ธํฌ์˜ ์ฃผ๋œ ๋ณ€ํ™”๋กœ ๋…ธํ™”-๊ด€๋ จ ๋ถ„๋น„ ํ˜•์งˆ(Senescence-associated secretory phenotype, SASP)์„ ๋“ค ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. SASP๋Š” ๋…ธํ™”๋œ ์„ธํฌ์—์„œ ๋ถ„๋น„๋˜๋Š” ๋ฌผ์งˆ๋กœ ์—ฌ๊ธฐ์—๋Š” ๋ฉด์—ญ ์ฆ์ง„์‚ฌ์ดํ† ์นด์ธ(proinflammatory cytokines), ์ฃผํ™”์„ฑ๋ฌผ์งˆ(chemokine), ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ๋ถ„ํ•ดํšจ์†Œ, ์ƒ์žฅ์ธ์ž, ํ™œ์„ฑ์‚ฐ์†Œ์กฑ(ROS), ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์„ธํฌ์™ธ๊ธฐ์งˆ ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ ๋“ฑ์„ ํฌํ•จํ•œ๋‹ค. ๋…ธํ™”๋œ ์„ธํฌ๋Š” ์ด๋Ÿฐ ๋Œ€์‚ฌ๋ฌผ ๋“ค์„ ์ด์šฉํ•˜์—ฌ ์ฃผ์œ„์˜ ์„ธํฌ๋“ค๊ณผ ์†Œํ†ตํ•˜๊ณ  ์ฃผ์œ„ ํ™˜๊ฒฝ์„ ๋ฐ”๊พผ๋‹ค. ์˜ˆ๋ฅผ ๋“ค๋ฉด SASP๋Š” ๋ฉด์—ญ์„ธํฌ๋“ค์„ ๋Œ์–ด๋ชจ์•„ ๋…ธํ™”๋œ ์„ธํฌ๋“ค์„ ์ œ๊ฑฐํ•˜๊ธฐ๋„ ํ•˜๊ณ , ํ˜ˆ๊ด€ํ˜•์„ฑ์ธ์ž๋“ค์„ ํ†ตํ•ด ์กฐ์ง์„ ์žฌ๊ตฌ์„ฑํ•  ์ˆ˜๋„ ์žˆ๊ณ  ๊ทผ์ ‘์‹ ํ˜ธ(paracrine signal)๋ฅผ ํ†ตํ•ด ๋‹ค๋ฅธ ์„ธํฌ๋“ค์„ ๋Š™๊ฒŒ ๋งŒ๋“ค ์ˆ˜๋„ ์žˆ๋‹ค. ๋…ธํ™”์™€ ๋Š™์Œ ๋…ธํ™”๋Š” ๋‹ค์–‘ํ•œ ์„ธํฌ๊ตฐ์„ ๊ณ ๊ฐˆ์‹œ์ผœ ๋Š™๋Š”๋ฐ ์ค‘์š”ํ•œ ์—ญํ• ์„ ํ•œ๋‹ค. ์ด ์„ธํฌ๊ตฐ์—๋Š” ์†์ƒ๋œ ์กฐ์ง์„ ๋Œ€์ฒดํ•ด์ฃผ๋Š” ์„ ๊ตฌ์„ธํฌ์™€ ์ค„๊ธฐ์„ธํฌ๋„ ํฌํ•จ๋œ๋‹ค. ๋…ธํ™”๋œ ์„ธํฌ์˜ SASP์— ์˜ํ•ด ์—ผ์ฆ์ด ์ฆ๊ฐ€ํ•˜๊ณ  ์ด๋Š” ์—ฌ๋Ÿฌ ๊ฐ€์ง€ ๋…ธํ™”์™€ ๊ด€๋ จ๋œ ์งˆํ™˜, ์ฆ‰ ์‹ฌ์žฅ์งˆํ™˜, ๋‹น๋‡จ๋ณ‘, ์•” ๋“ฑ์— ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์„ ๋†’์ธ๋‹ค. SASP์˜ ๊ทผ์ ‘์‹ ํ˜ธ๋Š” ์ฃผ์œ„ ์„ธํฌ๋“ค์˜ ๋…ธํ™”๋ฅผ ์ด‰์ง„ํ•œ๋‹ค. ๋…ธํ™”์™€ ์•” ์•”์˜ ํŠน์ง•์€ ์„ธํฌ์˜ ์ฆ์‹์ด๋‹ค. ๊ทธ๋ž˜์„œ ์˜ˆ์ „์— ํ•™์ž๋“ค์€ ๋…ธํ™”๊ณผ์ •์—์„œ ์ฆ์‹ํ•˜๋Š” ์„ธํฌ๋“ค์ด ์—†์–ด์ง€๋‹ˆ๊นŒ ์ข…์–‘์„ ์–ต์ œํ•  ๊ฒƒ์œผ๋กœ ์ƒ๊ฐํ–ˆ๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฌ๋‚˜ ์ ์  ์—ฌ๋Ÿฌ ์ฆ๊ฑฐ๋“ค์ด SASP๊ฐ€ ๋ฉด์—ญ์–ต์ œ ํ™˜๊ฒฝ์„ ์กฐ์„ฑํ•˜์—ฌ ์•”์˜ ๋ฐœ์ƒ์„ ๋•๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ํ•ญ๋…ธํ™” ์น˜๋ฃŒ ๋…ธํ™”๋ฐฉ์ง€(senolytic) ์•ฝํ’ˆ์€ ์•„ํฝํ† ์‹œ์Šค์— ๋‚ด์„ฑ์ด ์žˆ๋Š” ๋…ธํ™”์„ธํฌ๋งŒ์„ ์„ ํƒ์ ์œผ๋กœ ๊ณต๊ฒฉํ•˜๋„๋ก ๊ฐœ๋ฐœํ•˜์˜€๋‹ค. ์ด๋Ÿฐ ์•ฝํ’ˆ๋“ค์€ ๋…ธํšŒํ•œ ์„ธํฌ์˜ ์•„ํฝํ† ์‹œ์Šค ์‹ ํ˜ธ๋ฅผ ์ฆ๊ฐ€์‹œํ‚ค๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์œผ๋กœ ์ž‘์šฉํ•œ๋‹ค. ์ด๋Ÿฐ ์„ธํฌ๋“ค์˜ ์ œ๊ฑฐ๋Š” ์„ฌ์œ ์ฆ(fibrosis, ์†์ƒ๋œ ๋ถ€์œ„๊ฐ€ ๋‘ํ„ฐ์›Œ์ง€๋Š” ํ˜„์ƒ)๊ณผ ๊ฐ™์€ ์งˆํ™˜์— ์ค‘์š”ํ•˜๋‹ค. ๋˜ํ•œ ๋น„๋งŒ, ๋‹น๋‡จ ํ™˜์ž์˜ ๊ฒฝ์šฐ์— ์ง€๋ฐฉ์กฐ์ง์— ๋…ธํ™”๋œ ์„ธํฌ๋“ค์˜ ๋น„์œจ์ด ๋†’์•„ ์ง€๋ฐฉ์„ธํฌ ์กฐ์ง์„ ํ‚ค์šด๋‹ค. ํ ์„ฌ์œ ์ฆ์ด๋‚˜ ์‹ ์žฅ์งˆํ™˜์˜ ๊ฒฝ์šฐ๋Š” ์ด๋Ÿฐ ํ•ญ๋…ธํ™” ์•ฝํ’ˆ์— ์˜ํ•ด ์ฆ์„ธ๊ฐ€ ๊ฐœ์„ ๋˜๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ์•Œ๋ ค์ง€๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ๋‹ค๋ฅธ ์ข…๋ฅ˜์˜ ํ•ญ๋…ธํ™” ์•ฝํ’ˆ์œผ๋กœ๋Š” SASP๋ฅผ ์–ต์ œํ•˜๋Š” ์„ธ๋…ธ๋ชฐํ”ฝ(senomorphic)์•ฝํ’ˆ๋“ค์„ ๋“ค ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. SASP๋ฅผ ์ค„์ด๋Š” ๊ฒƒ์€ ์ด์›ƒํ•œ ์„ธํฌ๋กœ ๋…ธํ™”๊ฐ€ ์ „ํŒŒ๋˜๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ง‰๋Š”๋ฐ ์ค‘์š”ํ•˜๋‹ค. ์˜ˆ๋ฅผ ๋“ค๋ฉด ๋ฃฉ์†Œ๋ฆฌํ‹ฐ๋‹™(ruxolitinib)์˜ ๊ฒฝ์šฐ ์—ผ์ฆ์„ฑ ์‚ฌ์ดํ† ์นด์ธ ํ•ฉ์„ฑ์— ๊ด€์—ฌํ•˜๋Š” JAK ์‹ ํ˜ธ๊ฒฝ๋กœ๋ฅผ ์–ต์ œํ•˜์—ฌ ์—ผ์ฆ์„ ์ค„์ธ๋‹ค. ์ด ์•ฝํ’ˆ์€ ๋™๋ฌผ์‹คํ—˜์—์„œ ๋งŒ์„ฑ ํ์‡„์„ฑ ํ์งˆํ™˜์„ ์ฒ˜์น˜ํ•˜๋Š”๋ฐ ํšจ๊ณผ์ ์ธ ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚ฌ๋‹ค. ์ด๋ฐ–์—๋„ ๋ฉด์—ญ์„ธํฌ๋“ค์ด ๊ณต๊ฒฉํ•˜๋„๋ก ๋งŒ๋“œ๋Š” ๋…ธํ™”๋ฐฑ์‹ ๋„ ์ƒ๊ฐํ•ด ๋ณผ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ์—ฌ๊ธฐ์„œ ํ•œ๊ฐ€์ง€ ๊ฐ•์กฐํ•ด์•ผ ํ•  ์ ์€ ์„ธํฌ๋…ธํ™” ํ˜„์ƒ์€ ๋ฐœ์ƒ์ด๋‚˜ ์น˜์œ ๊ณผ์ •์ฒ˜๋Ÿผ ์ •์ƒ์ ์ธ ๊ณผ์ •์—์„œ๋„ ๋‚˜ํƒ€๋‚˜๋Š” ํ˜„์ƒ์ด๋‹ค. ์ž์นซ ๋ฉ€์ฉกํ•œ ์„ธํฌ๋ฅผ ๊ณต๊ฒฉํ•  ์ˆ˜๋„ ์žˆ๋‹ค๋Š” ์–˜๊ธฐ๋‹ค. ๋”ฐ๋ผ์„œ ๋ถ€์ž‘์šฉ ์—†์ด ์‚ฌ์šฉํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ์ฐพ๋Š” ๊ฒƒ์ด ํ•„์š”ํ•˜๋‹ค. The Scientist Feb. 28, 2023, Elina Kadriu, Cellular Senescence: Why Do Cells Stop Dividing? Updated on March 24, 2023 L. Hayflick, P.S. Moorhead, "The serial cultivation of human diploid cell strains," Exp Cell Res, 25(3):585-621, 1961. W. Huang et al., "Cellular senescence: the good, the bad and the unknown," Nat Rev Nephrol, 18(10):611-27, 2022.
๋Œ€ํ•™๊ต ์ž…์‹œ๋ฌธ์ œ์— "๋ฐ•ํ…Œ๋ฆฌ์•„์—๋Š” ํžˆ์Šคํ†ค ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ์ด ์—†๋‹ค."๊ฐ€ ์ •๋‹ต์ด์—ˆ๋˜ ์‹œ์ ˆ์ด ์žˆ์ฃ . ์ด์   ์ด์™€ ๊ด€๋ จ๋œ ๋ฌธ์ œ๋ฅผ ์‰ฝ๊ฒŒ ์ถœ์ œํ•˜๊ธฐ๋Š” ์–ด๋ ค์›Œ์งˆ ๊ฒƒ ๊ฐ™๊ตฐ์š”. ๋‰ดํด๋ ˆ์˜ค์†œ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๋งŒ๋“œ๋Š” ํžˆ์Šคํ†ค์€ ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ ๋ณตํ•ฉ์ฒด์˜ ํ˜•ํƒœ๋กœ ์•ˆ์ชฝ์— ์œ„์น˜ํ•˜๊ณ  ๋ฐ”๊นฅ์ชฝ์— DNA๊ฐ€ ๊ฐ๊ธด ํ˜•ํƒœ๋ฅผ ์ง€๋‹Œ ๋‰ดํด๋ ˆ์˜ค์†œ์€ DNA๋ฅผ ์‘์ถ•์‹œํ‚ค๊ณ  ๊ทผ์ฒ˜์˜ ์œ ์ „์ž๋ฐœํ˜„์„ ์กฐ์ ˆํ•˜๋Š” ๋“ฑ ์œ ์ „์ž์˜ ๊ตฌ์กฐ์™€ ๊ธฐ๋Šฅ์— ์ค‘์š”ํ•œ ์—ญํ• ์„ ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.  ์–ผ๋งˆ๋‚˜ ์ค‘์š”ํ•œ์ง€ ์ˆ˜์–ต๋…„์˜ ๋…๋ฆฝ์ ์ธ ์ง„ํ™”๊ณผ์ •์„ ๊ฑฐ์นœ ๋™๋ฌผ๊ณผ ์‹๋ฌผ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ๊ท ๋ฅ˜๊ฐ„์—๋„ ์•„๋ฏธ๋…ธ์‚ฐ ์„œ์—ด์ด 60-90%๊ฐ€ ๊ฐ™์„ ์ •๋„์ง€์š”. ์›ํ•ต์ƒ๋ฌผ์—์„œ๋Š” ๊ณ ๊ท (archaea)์—์„œ ํžˆ์Šคํ†ค-์œ ์‚ฌ ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ์ด ๋ฐœ๊ฒฌ๋˜์—ˆ์ง€๋งŒ ๋ฐ•ํ…Œ๋ฆฌ์•„์—์„œ๋Š” ์—†๋Š” ๊ฒƒ์ด ์ •์„ค์ด ์—ˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ์—ฌ๊ธฐ์— ์˜๋ฌธ์„ ํ’ˆ์€ ์‚ฌ๋žŒ๋“ค์ด ๊ฝค ๋งŽ์•˜์ฃ .  ํ•ด๋‹น๊ณผ์ •์— ํ•„์š”ํ•œ ํšจ์†Œ๋“ค์ด๋‚˜ ์„ธํฌ๋‚ด๊ณจ๊ฒฉ ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ ๊นŒ์ง€ ์ค‘์š”ํ•œ ์—ญํ• ์„ ํ•˜๋Š” ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ๋“ค์˜ ์œ ์ „์ž๋Š” ๋ชจ๋“  ์ƒ๋ฌผ์˜ ๊ณต๋™์กฐ์ƒ(Last Universal common ancestor of all organism)์—๋„ ์žˆ์„ ๊ฒƒ์œผ๋กœ ์—ฌ๊ฒจ์ง€๋Š”๋ฐ ํžˆ์Šคํ†ค์€ ์ง„ํ•ต์ƒ๋ฌผ๊ณผ ์ผ๋ถ€ ๊ณ ์„ธ๊ท ์—์„œ๋งŒ ๋‚˜ํƒ€๋‚œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด ์ดํ•ด๊ฐ€ ์•ˆ๋œ๋‹ค๋Š” ๊ฑฐ์ฃ . ์ตœ๊ทผ์— ์ด์™€ ๊ด€๋ จ๋œ๋Š” ์‹คํ—˜ ๊ฒฐ๊ณผ๋“ค์ด ๋ฐœํ‘œ๋˜์—ˆ๊ณ  ์ด๋ฅผ ์†Œ๊ฐœํ•˜๋Š” ๊ธ€์„ ๋ฒˆ์—ญํ•ด์„œ ์†Œ๊ฐœํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์ด๊ฒƒ์ด ์ •ํ™•ํ•˜๊ฒŒ ํžˆ์Šคํ†ค ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ์ด๋ƒ ํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์— ๋Œ€ํ•ด์„œ๋Š” ๊ฐ์ž ๊ฒฌํ•ด๊ฐ€ ๋‹ค๋ฅผ ์ˆ˜ ์žˆ๊ฒ ์Šต๋‹ˆ๋‹ค๋งŒ ์–ด์จ‹๋“  ํžˆ์Šคํ†ค๊ณผ ์œ ์‚ฌํ•œ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ–๋Š” DNA๊ฒฐํ•ฉ ๋‹จ๋ฐฑ์งˆ ๋“ค์ด ๋ฐ•ํ…Œ๋ฆฌ์•„์—๋„ ์žˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด ๋ฐํ˜€์ง„ ๊ฒƒ ๊ฐ™๊ตฐ์š”.

evolution

cell biology

011

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๋™๋ฌผ๋“ค๊ณผ ๋งˆ์ฐฌ๊ฐ€์ง€๋กœ ์‹๋ฌผ๋“ค๋„ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๋ฅผ ๊ฑฐ์นœ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์€ ์˜ค๋ž˜์ „๋ถ€ํ„ฐ ์ž˜ ์•Œ๋ ค์ง„ ์‚ฌ์‹ค์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ๋™๋ฌผ๋“ค๊ณผ๋Š” ๋‹ฌ๋ฆฌ ์‹๋ฌผ์€ DNA์˜ ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ์ •๋ณด(๋ฉ”ํ‹ธ๋กฌ, methylome)๋ฅผ ๋‹ค์Œ ์„ธ๋Œ€์—๊ฒŒ ๊ทธ๋Œ€๋กœ ์ „๋‹ฌํ•ด ์ค„ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด ์•Œ๋ ค์กŒ๊ณ , ์ž์—ฐ์Šค๋Ÿฝ๊ฒŒ ํ›„์„ฑ์œ ์ „์ด ์ด๋ฃจ์–ด์งˆ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์ด ์ œ์‹œ๋˜์—ˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ๋™๋ฌผ์˜ ๊ฒฝ์šฐ๋Š” DNA ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋ฅผ ๋น„๋กฏํ•œ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์ƒ์‹์„ธํฌ๋กœ ์ „๋‹ฌ๋˜์ง€ ๋ชปํ•˜๋„๋ก ์ ์–ด๋„ 3 ๋‹จ๊ณ„์˜ ์ฐจ๋‹จ๊ณผ์ •์ด ์žˆ๊ณ  DNA์— ๋ถ™์€ ๋ฉ”ํ‹ธ๊ธฐ๋ฅผ ๋–จ์–ด ๋œจ๋ฆฌ๋Š” ์„ธํƒ๊ณผ์ •๋งŒ๋„ 2ํšŒ ์ด์ƒ ์ผ์–ด๋‚˜๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ์•Œ๋ ค์ ธ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.  ์ด ๊ณผ์ •์„ ํ†ตํ•ด ๋ถ€๋ชจ์„ธ๋Œ€๊ฐ€ ๊ฒฝํ—˜ํ•˜๊ฑฐ๋‚˜ ํš๋“ํ•œ ํ˜•์งˆ์„ ๋‚˜ํƒ€๋‚ด๋Š” ์œ ์ „์ž ๋ฐœํ˜„ ์–‘์ƒ์€ ๊นจ๋—์ด ์”ป๊ธฐ๊ณ  ์ƒˆ๋กœ์šด ์‚ถ์„ ์‹œ์ž‘ํ•˜๊ฒŒ ๋งŒ๋“œ๋Š” ๊ฒƒ์ด์ฃ . ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ์‹๋ฌผ์€ ์ด๋Ÿฐ ๊ณผ์ •์ด ์—†์œผ๋‹ˆ ์ž์—ฐํžˆ ํš๋“ ํ˜•์งˆ์ด ๋‹ค์Œ ์„ธ๋Œ€๋กœ ๋„˜์–ด๊ฐˆ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์ด ์ƒ๊ธด๊ฑฐ์ฃ . ๋งŒ์•ฝ ์ด๊ฒŒ ์‚ฌ์‹ค์ด๋ผ๋ฉด ์ƒ๋ฌผํ•™ ๊ต๊ณผ์„œ๋ฅผ ๋‹ค์‹œ์จ์•ผํ•  ํŒ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.  ์•„๋‹ˆ ๊ทธ ์ •๋„๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋ผ ๋‚˜์˜ ํ–‰๋™๊ณผ ๊ฒฝํ—˜์ด ๋‹ค์Œ ์„ธ๋Œ€์—๊ฒŒ ๋„˜์–ด๊ฐ„๋‹ค๋‹ˆ ์‚ถ์— ๋Œ€ํ•œ ํƒœ๋„๋„ ๋ฐ”๋€Œ์–ด์•ผ ํ•  ์ •๋„์ž…๋‹ˆ๋‹ค.  ์กฐ๊ธˆ ๊ธด ๊ธ€์ด๊ธด ํ•˜์ง€๋งŒ ์‹๋ฌผ์ด ๋“ค๋ ค์ฃผ๋Š” ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์˜ ๋น„๋ฐ€์„ ์ž˜ ์†Œ๊ฐœํ•œ ๊ธ€์ด๋‹ˆ ๋ ๊นŒ์ง€ ์ž˜ ์ฝ์–ด๋ณด์‹œ๊ธฐ ๋ฐ”๋ž๋‹ˆ๋‹ค.

evolution

genetics

012

์‹๋ฌผ ํ›„์„ฑ์œ ์ „์˜ ๋น„๋ฐ€

๋™๋ฌผ๋“ค๊ณผ ๋งˆ์ฐฌ๊ฐ€์ง€๋กœ ์‹๋ฌผ๋“ค๋„ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๋ฅผ ๊ฑฐ์นœ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์€ ์˜ค๋ž˜์ „๋ถ€ํ„ฐ ์ž˜ ์•Œ๋ ค์ง„ ์‚ฌ์‹ค์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ๋™๋ฌผ๋“ค๊ณผ๋Š” ๋‹ฌ๋ฆฌ ์‹๋ฌผ์€ DNA์˜ ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ์ •๋ณด(๋ฉ”ํ‹ธ๋กฌ, methylome)๋ฅผ ๋‹ค์Œ ์„ธ๋Œ€์—๊ฒŒ ๊ทธ๋Œ€๋กœ ์ „๋‹ฌํ•ด ์ค„ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด ์•Œ๋ ค์กŒ๊ณ , ์ž์—ฐ์Šค๋Ÿฝ๊ฒŒ ํ›„์„ฑ์œ ์ „์ด ์ด๋ฃจ์–ด์งˆ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์ด ์ œ์‹œ๋˜์—ˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ๋™๋ฌผ์˜ ๊ฒฝ์šฐ๋Š” DNA ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋ฅผ ๋น„๋กฏํ•œ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์ƒ์‹์„ธํฌ๋กœ ์ „๋‹ฌ๋˜์ง€ ๋ชปํ•˜๋„๋ก ์ ์–ด๋„ 3 ๋‹จ๊ณ„์˜ ์ฐจ๋‹จ๊ณผ์ •์ด ์žˆ๊ณ  DNA์— ๋ถ™์€ ๋ฉ”ํ‹ธ๊ธฐ๋ฅผ ๋–จ์–ด ๋œจ๋ฆฌ๋Š” ์„ธํƒ๊ณผ์ •๋งŒ๋„ 2ํšŒ ์ด์ƒ ์ผ์–ด๋‚˜๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ์•Œ๋ ค์ ธ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์ด ๊ณผ์ •์„ ํ†ตํ•ด ๋ถ€๋ชจ์„ธ๋Œ€๊ฐ€ ๊ฒฝํ—˜ํ•˜๊ฑฐ๋‚˜ ํš๋“ํ•œ ํ˜•์งˆ์„ ๋‚˜ํƒ€๋‚ด๋Š” ์œ ์ „์ž ๋ฐœํ˜„ ์–‘์ƒ์€ ๊นจ๋—์ด ์”ป๊ธฐ๊ณ  ์ƒˆ๋กœ์šด ์‚ถ์„ ์‹œ์ž‘ํ•˜๊ฒŒ ๋งŒ๋“œ๋Š” ๊ฒƒ์ด์ฃ . ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ์‹๋ฌผ์€ ์ด๋Ÿฐ ๊ณผ์ •์ด ์—†์œผ๋‹ˆ ์ž์—ฐํžˆ ํš๋“ ํ˜•์งˆ์ด ๋‹ค์Œ ์„ธ๋Œ€๋กœ ๋„˜์–ด๊ฐˆ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์ด ์ƒ๊ธด๊ฑฐ์ฃ . ๋งŒ์•ฝ ์ด๊ฒŒ ์‚ฌ์‹ค์ด๋ผ๋ฉด ์ƒ๋ฌผํ•™ ๊ต๊ณผ์„œ๋ฅผ ๋‹ค์‹œ์จ์•ผํ•  ํŒ์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ์•„๋‹ˆ ๊ทธ ์ •๋„๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋ผ ๋‚˜์˜ ํ–‰๋™๊ณผ ๊ฒฝํ—˜์ด ๋‹ค์Œ ์„ธ๋Œ€์—๊ฒŒ ๋„˜์–ด๊ฐ„๋‹ค๋‹ˆ ์‚ถ์— ๋Œ€ํ•œ ํƒœ๋„๋„ ๋ฐ”๋€Œ์–ด์•ผ ํ•  ์ •๋„์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ์กฐ๊ธˆ ๊ธด ๊ธ€์ด๊ธด ํ•˜์ง€๋งŒ ์‹๋ฌผ์ด ๋“ค๋ ค์ฃผ๋Š” ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์˜ ๋น„๋ฐ€์„ ์ž˜ ์†Œ๊ฐœํ•œ ๊ธ€์ด๋‹ˆ ๋ ๊นŒ์ง€ ์ž˜ ์ฝ์–ด๋ณด์‹œ๊ธฐ ๋ฐ”๋ž๋‹ˆ๋‹ค.

๋ณธ๋ฌธ

์‹๋ฌผ๋“ค์˜ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ ๋™๋ฌผ๋“ค๊ณผ๋Š” ๋‹ฌ๋ฆฌ ์‹๋ฌผ์€ DNA์˜ ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ์ •๋ณด(๋ฉ”ํ‹ธ๋กฌ, methylome)๋ฅผ ๋‹ค์Œ ์„ธ๋Œ€์—๊ฒŒ ๊ทธ๋Œ€๋กœ ์ „๋‹ฌํ•ด ์ค„ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋กœ ์œ ์ „์ž ์นจ๋ฌต(gene silencing)์ด ์ผ์–ด๋‚˜ ์—ฌ๋Ÿฌ ํ˜•์งˆ ๋ณ€์ด๋“ค์ด ๊ฐ์ถฐ์งˆ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ๋งํ•˜์ž๋ฉด ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์ ์œผ๋กœ ์นจ๋ฌตํ•˜๊ฒŒ๋œ ์œ ์ „์ž๋Š” ๊ทธ ๋‹ค์Œ ์„ธ๋Œ€์—๋„ ์นจ๋ฌตํ•˜๊ฒŒ ๋œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ๋กœ๋ฒ„ํŠธ ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ(Robert Martienssen)๋ฐ•์‚ฌ๋Š” 1980๋…„ ์ค‘๋ฐ˜ ๋ฏธ๊ตญ์˜ ๋ฒ„ํด๋ฆฌ๋Œ€ํ•™์—์„œ ๋ฐ•์‚ฌํ›„ ์—ฐ๊ตฌ์›์œผ๋กœ ์ผํ•  ๋•Œ ์˜ฅ์ˆ˜์ˆ˜์˜ ์žŽ์ƒ‰์„ ์ฐฝ๋ฐฑํ•˜๊ฒŒ ๋งŒ๋“œ๋Š” ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด๋ฅผ ๋ฐœ๊ฒฌํ–ˆ๋‹ค. ์ด ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด๋ฅผ ๊ฐ€์ง„ ์„ธํฌ๋Š” ์—ฝ๋ก์†Œ๋ฅผ ๊ฐ–์ง€ ๋ชปํ–ˆ๊ณ  ๋”ฐ๋ผ์„œ ๊ด‘ํ•ฉ์„ฑ๋„ ํ•˜์ง€ ๋ชปํ–ˆ๋‹ค. ๋ฐœ์•„์‹œ์ผœ๋„ ์ €์žฅ๋˜์žˆ๋˜ ์˜์–‘๋ถ„์œผ๋กœ ๋ช‡ ์ฃผ ์‚ด์ง€ ๋ชปํ•˜๊ณ  ํ•˜์–—๊ฒŒ ๋ณ€ํ–ˆ๋‹ค. ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ ๋ฐ•์‚ฌ๋Š” โ€œ์ด ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด๋Š” ์•„์ฃผ ์น˜๋ช…์ ์ด์—ˆ์ฃ . ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ์‹œ๊ฐ„์ด ์ง€๋‚˜๋ฉด์„œ ํšŒ๋ณต๋˜์—ˆ์–ด์š”. ๊ทธ๊ฒƒ๋„ ์•„์ฃผ ๋†€๋ผ์šด ๋ฐฉํ–ฅ์œผ๋กœ์š”.โ€๋ผ๊ณ  ํšŒ๊ณ ํ–ˆ๋‹ค. ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด ์ค‘ ์ผ๋ถ€๋Š” ์žŽ์— ๊ฑด๊ฐ•ํ•œ-์ดˆ๋ก์ƒ‰ ์ค„๋ฌด๋Šฌ๊ฐ€ ์ƒ๊ธฐ๋ฉด์„œ ์กฐ๊ธˆ ๋” ์˜ค๋ž˜ ์‚ด ์ˆ˜ ์žˆ๊ฒŒ ๋œ ๊ฒƒ์ด๋‹ค. โ€œ๊ทธ๋Ÿฐ ์žŽ์ด ํ•˜๋‚˜ ๋‘˜ ๋Š˜์–ด๋‚˜๋ฉด์„œ ์ ์  ์ดˆ๋ก ๋น›์ด ๊ฐ•ํ•ด์กŒ๊ณ  ๊ฒฐ๊ตญ ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด๋ฅผ ์ด๊ฒจ๋‚ด๊ณ  ๊ฝƒ๊นŒ์ง€ ํ”ผ์› ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.โ€ ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ ๋ฐ•์‚ฌ์˜ ์„ค๋ช…์ด๋‹ค. ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ ๋ฐ•์‚ฌ ํŒ€์€ ์ด ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด๊ฐ€ Mu ์ „์ด์ธ์ž (transposon: ์œ ์ „์ฒด๋‚ด ์˜ฎ๊ฒจ๋‹ค๋‹ˆ๋Š” ์œ ์ „๋ฌผ์งˆ๋กœ ๋“ค์–ด๊ฐ„ ์œ„์น˜์— ๋”ฐ๋ผ ํŠน์ • ์œ ์ „์ž๋“ค์„ ์ผœ๊ฑฐ๋‚˜ ๋„๋Š” ์—ญํ• ์„ ํ•œ๋‹ค)์— ์˜ํ•ด ์ผ์–ด๋‚œ๋‹ค๋Š” ์‚ฌ์‹ค์„ ์•Œ๊ณ  ์žˆ์—ˆ๋‹ค. ๋˜ํ•œ ์—ฐ๊ตฌ์ž๋“ค์€ ์ด transposon์ด ํ™œ์„ฑํ™”๋  ๋•Œ๋Š” ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๊ฐ€ ์—†๊ฑฐ๋‚˜ ์•„์ฃผ ์ ์„ ๋•Œ์ด๊ณ , ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๊ฐ€ ์ผ์–ด๋‚˜๋ฉด ๋ถˆํ™œ์„ฑํ™” ๋œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์„ ์•Œ๊ณ  ์žˆ์—ˆ๋‹ค. ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ๋ฐ•์‚ฌ๋Š” ์žŽ์„ ์ฐฝ๋ฐฑํ•˜๊ฒŒ ๋งŒ๋“œ๋Š” transposon๊ณผ ์œ ์ „์ž๋ฅผ ๋ฐํžˆ๊ณ  ์„œ๋˜๋ธ”๋กฏ์„ ํ†ตํ•ด ์ด transposon์ด ๋น„๊ต์  ๋œ ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ๋˜์—ˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ฐํ˜”๋‹ค. ๋ฐ˜๋ฉด ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๊ฐ€ ๋งŽ์ด ์ผ์–ด๋‚œ ๊ฒฝ์šฐ๋Š” ์ง„์ดˆ๋ก์œผ๋กœ ๋ฐ”๋€Œ๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚˜ โ€œDNA ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๊ฐ€ ๊ทธ ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด์˜ ํ˜•์งˆ์„ ๋ง‰๋Š”๋‹ค.โ€๋Š” ๊ฒƒ์„ ์•Œ ์ˆ˜ ์žˆ์—ˆ๋‹ค. ์ด์™€ ๊ฐ™์€ ์ค„๋ฌด๋Šฌ ์žŽ์€ ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ๋ฐ•์‚ฌ๋กœ ํ•˜์—ฌ๊ธˆ ๋‹ค์–‘ํ•œ ์ƒ‰์„ ๊ฐ€์ง„ ์˜ฅ์ˆ˜์ˆ˜์•Œ๊ฐฑ์ด๋กœ ์œ ๋ช…ํ•œ ๋ฐ”๋ฐ”๋ผ ๋งคํด๋ฆฐํ†ก(Barbara McClintock, 1983๋…„ ๋…ธ๋ฒจ์ƒ๋ฆฌ์˜ํ•™์ƒ ์ˆ˜์ƒ)๋ฐ•์‚ฌ๋ฅผ ์ƒ๊ฐ๋‚˜๊ฒŒ ํ–ˆ๋‹ค. โ€œ๊ทธ๋…€๋Š” ์ด๋ฏธ 1950๋…„๋Œ€์— transposon๋“ค์ด ์œ ์ „์ž ๊ทผ์ฒ˜์— ์ž๋ฆฌ์žก์œผ๋ฉด ์œ ์ „์ž์˜ ๋ฐœํ˜„์— ์˜ํ–ฅ์„ ๋ฏธ์น˜๊ณ  ์ด๋Š” ๋‹ค์Œ ์„ธ๋Œ€์—๋„ ๋‚˜ํƒ€๋‚˜๋Š” ๊ฐ€์—ญ์ ์ธ ์˜ํ–ฅ ์ž„์„ ์•Œ์•„๋ƒˆ์ฃ .โ€ ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ๋ฐ•์‚ฌ๋Š” ๋ง์„ ์ด์—ˆ๋‹ค. โ€œ๊ทธ๋…€๋Š” ์ด๋ฅผ ์ˆœํ™˜ ํ˜„์ƒ(phenomenon cycling)์ด๋ผ๊ณ  ๋ถˆ๋ €์–ด์š”. ์ •๋ง ์ž˜ ํ‘œํ˜„ํ•œ ๊ฒƒ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.โ€ DNA ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋Š” transposon์˜ ํ™œ์„ฑ์„ ์กฐ์ ˆํ•˜๋Š” ์ผ๋ฐ˜์ ์ธ ๋ฐฉ๋ฒ•์ด๊ณ  ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ ๋ฐ•์‚ฌ์˜ ์—ฐ๊ตฌ๊ฐ€ ์ด๋ฅผ ๋’ท๋ฐ›์นจ ํ•ด์ค€๋‹ค. 1989๋…„๋„์— ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ๋ฐ•์‚ฌ๋Š” Cold Spring Harbor Laboratory(CSHL)์— ์ž๋ฆฌ๋ฅผ ์žก์•˜๊ณ  ๋งคํด๋ฆฐํ†ก๋ฐ•์‚ฌ๋„ ๋‹น์‹œ์— CSHL์—์„œ ํ™œ๋ฐœํ•˜๊ฒŒ ์—ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํ•˜๊ณ  ์žˆ์—ˆ๋‹ค. ๊ทธ๋…€๋Š” ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ๋ฐ•์‚ฌ๋ฅผ ๊ทธ๋…€์˜ ๋†์žฅ์œผ๋กœ ๋ฐ๋ฆฌ๊ณ  ๋‚˜๊ฐ€ ์‹๋ฌผ์˜ ์œ ์ „์ฒด์—์„œ ์ „์ด์ธ์ž๋“ค์ด ์–ด๋–ป๊ฒŒ ์กฐ์ ˆ๋˜๋Š”์ง€์— ๊ด€ํ•ด ์„ค๋ช…ํ•˜๊ณค ํ–ˆ๋‹ค. ๋‘ ๊ณผํ•™์ž ๋ชจ๋‘ ์–ด๋–ป๊ฒŒ ์„ธ๋Œ€๋ฅผ ๋‹ฌ๋ฆฌํ•˜๋ฉฐ transposon์ด ๊บผ์กŒ๋‹ค ์ผœ์กŒ๋‹ค ํ•˜๋Š”์ง€์— ๊ด€์‹ฌ์ด ๋งŽ์•˜๋‹ค. ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ์€ โ€œ๊ทธ๋…€๋Š” DNA ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋กœ ์„ค๋ช…ํ•˜๋Š” ๊ฑธ ์ œ์ผ ์„ ํ˜ธํ–ˆ์ฃ .โ€๋ผ๊ณ  ํšŒ์ƒํ–ˆ๋‹ค. ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๊ฐ€ transposon์˜ ํ™œ์„ฑ์„ ์กฐ์ ˆํ•œ๋‹ค๋Š” ์ฆ๊ฑฐ๊ฐ€ ์ถ•์ ๋˜๋ฉด์„œ, ๋‘ ์‹๋ฌผํ•™์ž๋“ค์€ ํ™•์‹ ์„ ๊ฐ–๊ฒŒ ๋œ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ์ด ๋ฐœ๊ฒฌ์€ ์•„์ง ์—ฐ๊ด€์„ฑ์„ ์ถ”์ธกํ•˜๋Š” ์ •๋„์˜€๋‹ค. ๋‹น์‹œ์—๋Š” DNA ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋ฅผ ์—ฐ๊ตฌํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ์‹คํ—˜๋ฒ•์ด ์ •์ฐฉ๋˜์–ด ์žˆ์ง€ ์•Š์•˜๊ณ  DNA๋ฉ”ํ‹ธํ™”๊ฐ€ ์œ ์ „์ž์˜ ๋ฐœํ˜„์„ ๋ง‰๋Š”๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ณด์—ฌ์ค„ ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์ด ์—†์—ˆ๋‹ค. ์ดํ›„ ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ์€ ์• ๊ธฐ์žฅ๋Œ€ํ’€(Arabodopsis thaliana, ์•„๋ผ๋น„๋•์‹œ์Šค)๋กœ ์—ฐ๊ตฌ๋Œ€์ƒ์„ ๋ฐ”๊พธ์–ด ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด ์‹คํ—˜์„ ํ•˜๊ธฐ ์‹œ์ž‘ํ–ˆ๋‹ค. 1993๋…„, ๋งคํฌ๋ฆฐํ†ก ๋ฐ•์‚ฌ๊ฐ€ ์„œ๊ฑฐํ•œ์ง€ ํ•œํ•ด๊ฐ€ ์ง€๋‚ฌ์„ ๋•Œ ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ๋ฐ•์‚ฌ ํŒ€์€ DNA ๋ฉ”ํ‹ธํ™”์— ๋ฌธ์ œ๊ฐ€ ์ƒ๊ธด ์ง„ํ•ต์ƒ๋ฌผ ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด๋ฅผ ์ฒ˜์Œ์œผ๋กœ ๋ฐœ๊ฒฌํ•˜์˜€๋‹ค. ์ด ์‹๋ฌผ์€ Decrease in DNA methylation 1 (DDM1)์ด๋ผ๊ณ  ์ด๋ฆ„ ๋ถ™์ธ ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด๋กœ ์—ผ์ƒ‰์ฒด๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์กฐ์ ˆํ•˜๋Š” SWI2/SNF2-related protein ์œ ์ „์ž์— ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด๊ฐ€ ์ƒ๊ธด ๊ฒƒ์œผ๋กœ transposon๊ณผ ๊ด€๊ณ„๋œ ์œ ์ „์ฒด ๋ถ€์œ„์— ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๊ฐ€ ํ˜„์ €ํ•˜๊ฒŒ ์ ์€ ํŠน์ง•์„ ๊ฐ–๋Š”๋‹ค. ์–ผ๋งˆ ๋’ค ์ด๋“ค์€ DDM1 ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด ์‹๋ฌผ์— transposon์˜ ํ™œ์„ฑ์ด ์ฆ๊ฐ€ํ•œ ๊ฒƒ์„ ๋ฐœ๊ฒฌํ•˜์˜€๋‹ค. โ€œTransposon์˜ ํ™œ์„ฑ๊ณผ ์œ„์น˜๊ฐ€ ์™„์ „ํžˆ ๋ฏธ์นœ ๊ฒƒ ๊ฐ™์•˜์–ด์š”.โ€๋ผ๊ณ  ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ์€ ์„ค๋ช…ํ–ˆ๋‹ค. ๋งคํด๋ฆฐํ†ก๋ฐ•์‚ฌ์˜ ๊ฐ€์„ค์„ ์ž…์ฆํ•˜๊ฒŒ ๋œ ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ๊ณผ ๋…ธ๋ฒจ์ƒ ์ˆ˜์ƒ์ž ๋งคํฌ๋ฆฐํ†ก์˜ ์งง์€ ์กฐ์šฐ๊ฐ€ ์žˆ์€ ์ง€ 20๋…„์ด ์ง€๋‚˜์„œ์•ผ ์‹๋ฌผ์˜ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ์—ฐ๊ตฌ๊ฐ€ ํญ๋ฐœํ•˜๊ธฐ ์‹œ์ž‘ํ–ˆ๋‹ค. ์‹๋ฌผ์˜ DNA ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋Š” CG์„œ์—ด์—์„œ๋งŒ ์ผ์–ด๋‚˜๋Š” ๋™๋ฌผ๊ณผ ๋‹ฌ๋ฆฌ CHG(H๋Š” G๊ฐ€ ์•„๋‹Œ ์—ผ๊ธฐ)์™€ CHH ์—ผ๊ธฐ์„œ์—ด์—์„œ๋„ ์ผ์–ด๋‚œ๋‹ค. ๋˜ํ•œ ์ด๋Ÿฐ ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋ฅผ ์œ ์ „์‹œํ‚ค๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ• ๋˜ํ•œ ๋‹ค์–‘ํ•˜๊ณ  ๋’ค์„ž์—ฌ์žˆ๋‹ค. ์‹๋ฌผ์˜ ์œ ์ „์ฒด๋Š” ๋Œ€๊ฐœ 2๊ฐœ ์ด์ƒ์˜ ์—ผ์ƒ‰์ฒด ์Œ์„ ๊ฐ–์œผ๋ฉฐ ์—ฌ๊ธฐ์ €๊ธฐ transposon์ด ๋“ค์–ด๊ฐ„ ํ˜•ํƒœ์—ฌ์„œ ์ด๋“ค DNA๋ฅผ ์นจ๋ฌต์‹œํ‚ค๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์ด ๋งค์šฐ ์ž˜ ๋ฐœ๋‹ฌ๋œ ๊ฒƒ ๊ฐ™๋‹ค. ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ ๋ฐ•์‚ฌ๋Š” โ€œ์ด๋“ค transposon์„ ์นจ๋ฌต์‹œํ‚ค๊ธฐ ์œ„ํ•ด ๊ฐ€๋Šฅํ•œํ•œ ๋ฉ”ํ‹ธํ™”์‹œํ‚ค๋Š” ๊ฒƒ์ด ๋งค์šฐ ์ค‘์š”ํ•˜๋‹ค. ์ด๋Ÿฐ ๋ฏธ์นœ ์œ ์ „์ฒด ๋•Œ๋ฌธ์— ์‹๋ฌผ๋“ค์ด ์œ ์ „์ž๋ฅผ ์นจ๋ฌต์‹œํ‚ค๊ณ  ์•ˆ์ •ํ•˜๊ฒŒ ๋งŒ๋“ค๊ธฐ ์œ„ํ•œ ๋ชจ๋“  ์ˆ˜๋‹จ์„ ๊ฐ–๊ณ  ์žˆ๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค.โ€๋ฆฌ๊ณ  ์„ค๋ช…ํ–ˆ๋‹ค. ์‹๋ฌผ์—์„œ์˜ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ๋™๋ฌผ์—๋„ ์˜ํ–ฅ์„ ์ฃผ์—ˆ๋‹ค. ์˜ˆ๋ฅผ ๋“ค๋ฉด Vincent Colot(ํ”„๋ž‘์Šค ๊ณผํ•™์—ฐ๊ตฌ ์„ผํ„ฐ์˜ IBENS์†Œ์†)๊ณผ ๋™๋ฃŒ๋“ค์— ์˜ํ•ด RNA ๊ฐ„์„ญ์— ์˜ํ•ด DNA๋ฉ”ํ‹ธํ™”๊ฐ€ ์ผ์–ด๋‚˜๋Š” ๊ธฐ์ž‘์„ ์ฒ˜์Œ ๋ฐœ๊ฒฌํ•œ ๊ฒƒ์ด Arabidopsis์—์„œ ์˜€๋‹ค. ์ด์ „์—๋Š” RNA๊ฐ„์„ญ์€ ์ฃผ๋กœ RNA์˜ ๋ถ„ํ•ด๋ฅผ ์œ ๋„ํ•˜์—ฌ ์ผ์–ด๋‚œ๋‹ค๊ณ  ์•Œ๋ ค์ ธ ์žˆ์—ˆ๋‹ค. 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CHH (์—ฌ๊ธฐ์„œ H๋Š” G๋ฅผ ์ œ์™ธํ•œ ๋‹ค๋ฅธ ์—ผ๊ธฐ๋ฅผ ๋‚˜ํƒ€๋‚ธ๋‹ค.)๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋Š” transposable element(์ด๋™์„ฑ ์ธ์ž)๊ทผ์ฒ˜์— CG๋ฉ”ํ‹ธํ™”๊ฐ€ ์žˆ๋Š” ๊ณณ์—์„œ๋งŒ ๋ณผ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ๋ช‡๋ช‡ ๋ณด๊ณ ์— ๋”ฐ๋ฅด๋ฉด ์นจ๋ฌตํ™”๋œ(silenced)์œ ์ „์ž์˜ CHH์—์„œ๋„ ๋ฐœ๊ฒฌ๋œ๋‹ค. CHG๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋Š” ์—ฌ๋Ÿฌ CHH๋ฉ”ํ‹ธ๊ธฐ์™€ ๊ฐ™์ด ์กด์žฌํ•œ๋‹ค. ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์„ ํš๊ธฐ์ ์œผ๋กœ ๋ฐœ์ „์‹œํ‚จ ์‹คํ—˜ ๊ธฐ์ˆ ์„ ํ•˜๋‚˜๋งŒ ๊ผฝ์œผ๋ผ๋ฉด DNA์—ผ๊ธฐ์„œ์—ด์„ ๋ถ„์„ํ•˜๊ธฐ ์ „์— ๋ฉ”ํ‹ธ๊ธฐ๊ฐ€ ์—†๋Š” ์‹œํ† ์‹ ์„ ์šฐ๋ผ์‹ค๋กœ ๋งŒ๋“œ๋Š” ๋‹ค์ด์„คํ™”์ดํŠธ ์—ผ๊ธฐ๋ถ„์„(disulfite sequencing)์ด๋ผ๊ณ  ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ์ด ๋ฐฉ๋ฒ•์€ ์‹๋ฌผ์—์„œ ์ผ๋ฐ˜์ ์ธ ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ์–‘์ƒ๋ฟ ์•„๋‹ˆ๋ผ CG, CHH, CHG ๊ฐ๊ฐ์— ๋Œ€ํ•œ ์ •๋ณด๋ฅผ ์ œ๊ณตํ•ด ์ค€๋‹ค. 2000๋…„๋Œ€ ์ค‘๋ฐ˜์— ๋ช‡๋ช‡ ์—ฐ๊ตฌํŒ€์—์„œ ์•„๋ผ๋น„๋•์‹œ์Šค ์ „์ฒด ์œ ์ „์ฒด์˜ ๋ฉ”ํ‹ธ๋กฌ(methylome: ๋ฉ”ํ‹ธํ™”์–‘์ƒ)์„ ๋ฐœํ‘œํ•˜์˜€๋‹ค. ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ๋ฐ•์‚ฌํŒ€์€ 2013๋…„์— ์˜ฅ์ˆ˜์ˆ˜์˜ ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ํŒจํ„ด์„ ๋ณด๊ณ ํ•˜์˜€๊ณ  ์ดํ›„ ๋ช‡๋ช‡ ๋‹ค๋ฅธ ๊ทธ๋ฃน๋“ค์ด ๋ฐ์ดํ„ฐ๋ฅผ ์ฒจ๊ฐ€ํ•˜์˜€๋‹ค. ์ด ์ผ๋ จ์˜ ์—ฐ๊ตฌ๋“ค์— ์˜ํ•ด ๋ฐํ˜€์ง„ ์‚ฌ์‹ค์€ ์‹๋ฌผ๋“ค์€ ๊ฐ ๊ฐœ์ฒด๋งˆ๋‹ค ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ํŒจํ„ด์ด ๋‹ค๋ฅด๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ๋ฐœ์ƒ๊ณผ์ •์ด๋‚˜ ์„ฑ์ฒด๊ฐ€ ๋œ ํ›„์—๋„ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๋ฅผ ๊ฐ ์„ธํฌ์˜ ์ข…๋ฅ˜์— ๋”ฐ๋ฅธ ์œ ์ „์ž ๋ฐœํ˜„ ์กฐ์ ˆ์˜ ํ•œ ๊ธฐ์ž‘์œผ๋กœ ์‚ฌ์šฉํ•˜๋Š” ๋™๋ฌผ๋“ค๊ณผ๋Š” ๋‹ฌ๋ฆฌ ์‹๋ฌผ์€ ๊ทธ๋“ค ์กฐ์ง ์ „์ฒด์—์„œ ๋น„์Šทํ•œ ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ํŒจํ„ด์„ ๋ณด์—ฌ์ค€๋‹ค. โ€œ๋Œ€๋ถ€๋ถ„์˜ ๊ฒฝ์šฐ ์‹๋ฌผ๋‚ด ๋‹ค๋ฅธ ์ข…๋ฅ˜์˜ ์„ธํฌ๋“ค์„ ๋ณด๋ฉด ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ํŒจํ„ด์ด ์•„์ฃผ ๋น„์Šทํ•˜๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค.โ€ ๋ฏธ๋„ค์†Œํƒ€๋Œ€ํ•™ ์œ ์ „ํ•™์ž์ธ Nathan Springer๋ฐ•์‚ฌ์˜ ๋ง์ด๋‹ค. ์‹๋ฌผ์˜ ์กฐ์ง๊ฐ„์— DNA๋ฉ”ํ‹ธํ™” ํŒจํ„ด์ด ์œ ์ง€๋˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์€ ์‹๋ฌผ์˜ ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๊ฐ€ โ€œ์‹๋ฌผ์˜ ๊ฑฐ๋Œ€ํ•œ ์œ ์ „์ฒด์—์„œ๋Š” ๋ฌธ์ œ๊ฐ€ ๋  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” transposon์„ ์กฐ์ ˆํ•˜๋Š” ์ˆ˜๋‹จ ์ค‘ ํ•˜๋‚˜โ€๋ผ๋Š” ์ƒ๊ฐ์„ ๋’ท๋ฐ›์นจ ํ•œ๋‹ค๊ณ  ํ™”์ดํŠธํ—ค๋“œ ์—ฐ๊ตฌ์†Œ์˜ ์—ญํ•™์œ ์ „ํ•™์ž์ธ Mary Gehring์€ ์ฃผ์žฅํ–ˆ๋‹ค. ์˜ฅ์ˆ˜์ˆ˜์˜ ์œ ์ „์ฒด๋ฅผ ์˜ˆ๋กœ ๋“ค๋ฉด 90%๊ฐ€ ์ด๋™์„ฑ ์ธ์ž์— ์˜ํ•ด ๋งŒ๋“ค์–ด์กŒ๋‹ค๊ณ  ๋ณด๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์‹ค์ œ๋กœ ๋ชจ๋“  ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋ถ€์œ„๊ฐ€ ์ด๋™์„ฑ ์ธ์ž ๊ทผ์ฒ˜์—์„œ ๋ฐœ๊ฒฌ๋œ๋‹ค. ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ์— ๋”ฐ๋ฅด๋ฉด โ€œTransposon์€ ๋ฉ”ํ‹ธํ™”์— ์˜ํ•ด ์กฐ์ ˆ๋˜๋ฉฐ ์ด๋Š” ๋…ผ๋ž€์˜ ์—ฌ์ง€๊ฐ€ ์—†๋‹ค.โ€๊ณ  ํ•œ๋‹ค. โ€œ๊ทธ๋“ค์˜ ๋ฏธ์นœ ์œ ์ „์ฒด ๋•Œ๋ฌธ์—, ์‹๋ฌผ๋“ค์€ ์œ ์ „์ฒด๋ฅผ ์•ˆ์ •์ ์œผ๋กœ ์นจ๋ฌต์‹œํ‚ค๋Š” ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ๋ชจ๋“  ์ˆ˜๋‹จ์„ ๊ฐ€์ง€๊ณ  ์žˆ๋‹ค.โ€ โ€“ Cold Spring Harbor Laboratory-Rob Martienssen ์œ ์ „์ž์— ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋Š” ํ›จ์”ฌ ์ ์€ ํŽธ์ด๊ณ , ์ด๋•Œ๋Š” ์ฃผ๋กœ CG์— ๋ถ™๋Š”๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ๋‹ค๋ฅธ ์‹๋ฌผ์ข…์„ ์—ฐ๊ตฌํ•˜๋ฉด์„œ ์œ ์ „์ž์˜ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ์กฐ์ ˆ์ด ๋‚˜ํƒ€๋‚˜๊ธฐ ์‹œ์ž‘ํ–ˆ๋‹ค. ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ์€ ์•„๋ผ๋น„๋•์‹œ์Šค์™€ ์˜ฅ์ˆ˜์ˆ˜์™€๋Š” ๋‹ฌ๋ฆฌ DDM1๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด์— ์˜ํ•ด ์น˜์‚ฌ ํ‘œํ˜„ํ˜•์ด ์••๋„์ ์œผ๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚˜๋Š” ์ข…๋“ค์—์„œ ๊ทธ๋žฌ๋‹ค. 2016๋…„ ์กฐ์ง€์•„๋Œ€ํ•™๊ต์˜ Bob Schmitz๋ฐ•์‚ฌ์™€ ๊ทธ ์—ฐ๊ตฌํŒ€์€ ๋ฉ”ํ‹ธ๋กฌ ์ง€๋„๋ฅผ ์™„์„ฑํ•œ ์‹๋ฌผ์ข…์„ ํฌ๊ฒŒ ๋Š˜๋ ค๋†“์•˜๋‹ค. ๋ฐฐ์ถ”์†(brassica family)์— ์†ํ•˜๋Š”(์•„๋ผ๋น„๋•์‹œ์Šค๋„ ์—ฌ๊ธฐ์— ์†ํ•จ) ์‹๋ฌผ๋“ค์€ ์œ ์ „์ž์˜ CG ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๊ฐ€ ํฌ๊ฒŒ ๊ฐ์†Œํ•ด ์žˆ๊ฑฐ๋‚˜ ์•„์˜ˆ ์—†์—ˆ๊ณ ; ํ’€๋“ค์€ ์œ ์ „์ž์— ๋ฉ”ํ‹ธ๊ธฐ๊ฐ€ ๋ถ™์–ด ์žˆ์—ˆ๋Š”๋ฐ ์ฃผ๋กœ CHH์˜ ํ˜•ํƒœ์—์„œ ๋ฐœ๊ฒฌ๋œ๋‹ค. โ€œ๋ช‡๋ช‡ ์‹๋ฌผ๋“ค๋งŒ ๋ณด์•„๋„ ๋ชจ๋ธ ์‹๋ฌผ๋“ค์„ ํ†ตํ•ด ์•Œ๋ ค์ง„ ๋ฒ•์น™๋“ค์ด ๋‹ค๋ฅธ ์‹๋ฌผ์ข…์—์„œ ํ•ญ์ƒ ์ ์šฉ๋˜๋Š” ๊ฑด ์•„๋‹˜์„ ์•Œ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค.โ€๊ณ  Schmita๋ฐ•์‚ฌ๋Š” ๋งํ–ˆ๋‹ค. ๋ฉ”ํ‹ธํ™”์˜ ์œ ์ „ CSHL์˜ ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ๋ฐ•์‚ฌ ์—ฐ๊ตฌ์‹ค์—์„œ ์—ฐ๊ตฌ๋…„์„ ๋ณด๋‚ธ Colot๋ฐ•์‚ฌ๋Š” ํ”„๋ž‘์Šค๋กœ ๋Œ์•„๊ฐ€ ์ž์‹ ์˜ ์‹คํ—˜์‹ค์—์„œ ์•„๋ผ๋น„๋•์‹œ์Šค์˜ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ์žฌ์กฐํ•ฉ ๊ทผ์นœ ํ’ˆ์ข…๋“ค(epiRILs)์„ ๋งŒ๋“œ๋Š” ๊ณ„ํš์„ ์„ธ์› ๋‹ค.(์ฆ‰, ์œ ์ „์ฒด๋Š” ๋˜‘ ๊ฐ™์œผ๋‚˜ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์ ์œผ๋กœ ๋‹ค๋ฅธ ํ’ˆ์ข…๋“ค์„ ๋งํ•œ๋‹ค.). ์ด๋“ค์€ ์œ ์ „์ฒด ๋‚ด ์„œ๋กœ ๋‹ค๋ฅธ ๋ถ€์œ„์˜ ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๊ฐ€ ๊ฐ–๋Š” ๊ธฐ๋Šฅ์„ ์ดํ•ดํ•˜๋Š”๋ฐ ๊ต‰์žฅํžˆ ์œ ์šฉํ•œ ๋„๊ตฌ๊ฐ€ ๋  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ๋˜ํ•œ ์–ด๋–ป๊ฒŒ ์‹๋ฌผ์˜ ๋ฉ”ํ‹ธ๋กฌ์ด ๋‹ค์Œ ์„ธ๋Œ€๋กœ ์ „ํ•ด์ง€๋Š”์ง€ ์•Œ๊ฒŒํ•ด์ค„ ๊ฒƒ์ด๋ผ๊ณ  ์ƒ๊ฐํ–ˆ๋‹ค. Colot๋ฐ•์‚ฌ๋Š” ๊ฐ™์€ ์œ ์ „์  ๋ฐฐ๊ฒฝ์„ ๊ฐ€์ง„ ๋‘ ์กฐ์ƒ ์‹๋ฌผ์—์„œ ์‹œ์ž‘ํ•˜์˜€๋‹ค. ๊ทธ ์ค‘ ํ•˜๋‚˜๋Š” ์•ผ์ƒํ˜• DDM1์œ ์ „์ž๋ฅผ ๊ฐ–๊ณ  ๋‹ค๋ฅธ ํ•˜๋‚˜๋Š” ๋™ํ˜•์ ‘ํ•ฉ ๋Œ์—ฐ๋ณ€์ด๋ฅผ ๊ฐ–๊ณ  ์žˆ์–ด DNA ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๊ฐ€ ํ˜„์ €ํ•˜๊ฒŒ ์ค„์–ด๋“  ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ์˜ˆ์ „์˜ ์—ฐ๊ตฌ๋“ค์—์„œ ๋ณด์—ฌ์ค€ ๊ฒƒ ๊ฐ™์ด ๋ถ€๋ชจ์˜ ๋ฉ”ํ‹ธ๋กฌ์€ ์ž์†์—๊ฒŒ ์œ ์ „๋˜์–ด ํ•˜๋‚˜๋Š” ์ •์ƒ, ํ•˜๋‚˜๋Š” ์ €๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋œ ์—ผ์ƒ‰์ฒด๋ฅผ ๊ฐ–๋Š” ์ž์†์ด ๋‚˜์™”๋‹ค. Colot๋Š” ์ด๋Ÿฐ ์ดํ˜•์ ‘ํ•ฉ์ธ ์•”์ปท ์‹๋ฌผ์„ ๊ณจ๋ผ ์•ผ์ƒํ˜• ์ˆ˜์ปท๊ณผ ๊ต๋ฐฐ์‹œ์ผฐ๋‹ค. ์ด๋ ‡๊ฒŒ ์–ป์€ ์ž์† ์ค‘์— DDM1์ด ๋ชจ๋‘ ์–‘์„ฑ์ธ ๋™ํ˜‘์ ‘ํ•ฉ๋งŒ์„ ๊ณจ๋ผ ํ‚ค์› ๋‹ค. ์ด๋ ‡๊ฒŒ ์–ป์€ ์ž์†๋“ค์„ ์ž๊ฐ€๊ต๋ฐฐ์‹œ์ผœ 500๊ฐ€์ง€์˜ ํ’ˆ์ข…์„ ๊ตฌ๋ถ„ํ•˜์—ฌ ์–ป์—ˆ๊ณ  ์ด๋“ค์€ DDM1์€ ์ •์ƒ ๋™ํ˜•์ ‘ํ•ฉ์ด๊ณ  ๋ฉ”ํ‹ธํ™”์–‘์ƒ๋งŒ ๋‹ค๋ฅธ ๊ฒƒ๋“ค์ด๋‹ค. 8-9์„ธ๋Œ€๋กœ ๋‚ด๋ ค๊ฐ„ ๋’ค์—๋„ 1/3๊ฐ€๋Ÿ‰์˜ ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ์„œ์—ด์€ โ€œ๋ถ€๋ชจ์˜ ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋œ ์ƒํƒœ๊ฐ€ ๋ฉ˜๋ธ์˜ ๋ฒ•์น™์— ๋”ฐ๋ผ ๋ถ„๋ฆฌ๋˜๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ณผ ์ˆ˜ ์žˆ์—ˆ๋‹ค. ์ฆ‰, ์ด๋“ค์€ ์ง„์งœ ํ›„์„ฑ์œ ์ „์„ ๋ณด์—ฌ์ค€๋‹ค.โ€๊ณ  Colot๋Š” ๋งํ–ˆ๋‹ค. ๋‚˜๋จธ์ง€ 2/3์€ ๋ช‡ ์„ธ๋Œ€ ํ›„ ์•ผ์ƒํ˜•์˜ ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ํŒจํ„ด์„ ์žฌ์ทจ๋“ํ•˜๊ฒŒ ๋˜์—ˆ๋‹ค. ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ํŒจํ„ด์ด ์œ ์ง€๋œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์€ ์—ฐ๊ตฌ์ž๋“ค์ด ํฌ์œ ๋™๋ฌผ์—์„œ ๋ดค๋˜ ๊ฒƒ, ์ฆ‰ CGํ‘œ์‹์ด ๋ฐฐ์šฐ์ฒด ํ˜•์„ฑ๊ณผ์ •์—์„œ 2ํšŒ์— ๊ฑธ์ณ ์™„์ „ํžˆ ์”ป๊ฒจ ๋‚˜๊ฐ€๋Š” ์žฌํ”„๋กœ๊ทธ๋ž˜๋ฐ์ด ์žˆ๋Š” ๊ฒƒ๊ณผ๋Š” ์ •๋ฐ˜๋Œ€์˜ ํ˜„์ƒ์ด๋‹ค. ์‹๋ฌผ์—์„œ๋Š” ์ผ๋‹จ ๋ฉ”ํ‹ธํ™”์— ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์ƒ๊ธฐ๋ฉด ๋‚จ์•„ ์žˆ๊ฒŒ ๋œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด๊ณ  ์ด๋Ÿฐ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๋Š” ์—ฌ๋Ÿฌ ํ˜•์งˆ์„ ์กฐ์ ˆํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ์•Œ๋ ค์ง€๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ๋ณ‘์ถฉํ•ด์— ๋Œ€ํ•œ ์ €ํ•ญ์„ฑ, biomass(์ƒ์‚ฐ์„ฑ), ๊ฐœํ™”์‹œ๊ธฐ ๋“ฑ์ด๋‹ค. โ€œ์‹๋ฌผ์—๋Š” ๋™๋ฌผ๋ณด๋‹ค ๋งŽ์€ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ ๋Œ€๋ฆฝ์ธ์ž๋“ค์ด ์กด์žฌํ•œ๋‹ค; ์•„๋งˆ๋„ ์žฌํ”„๋กœ๊ทธ๋ž˜๋ฐ์ด ์—†๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์ผ ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ์žฌ๋ฏธ์žˆ๋Š” ์ผ์ด ๊ณ„์†๋˜๋Š” ๊ตฐ์š”.โ€๋ผ๊ณ  Gehring์ด ๋งํ–ˆ๋‹ค. ์–ด๋–ป๊ฒŒ ํ™˜๊ฒฝ์ด ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™ ๋ณ€ํ™”์— ์˜ํ–ฅ์„ ์ค„๊นŒ? ์˜ˆ๋ฅผ ๋“ค๋ฉด ํŠน์ • ๋ณ‘์ถฉํ•ด์— ๋…ธ์ถœ๋˜์—ˆ๋˜, ์ฆ‰ ํŠน์ • ๋ณ‘์›๊ท ์— ๋…ธ์ถœ๋˜์—ˆ๋˜ ์‹๋ฌผ์€ ์ƒ์กด๋ ฅ์ด ๋†’์•„์ง€๋Š”์ง€ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์ด๊ฒƒ์ด ๊ฒฐ๊ตญ ๋ผ๋งˆ๋ฅดํฌ์‹ ์ง„ํ™”๋กœ ๋ฐœ์ „ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์„์ง€์— ๋Œ€ํ•œ ์งˆ๋ฌธ์— ๋Œ€ํ•ด ๋Œ€๋ถ€๋ถ„์˜ ์—ฐ๊ตฌ์ž๋“ค์€ โ€œ์ด์— ๋Œ€ํ•œ ์ฆ๊ฑฐ๋Š” ์•ฝํ•˜๋‹ค.โ€๊ณ  ํ•œ๋‹ค. โ€œ์‚ฌ๋žŒ๋“ค ์ƒ๊ฐ์— ์‹๋ฌผ์€ ํ™˜๊ฒฝ์— ๋ฐ˜์‘ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๊ณ  ํ™˜๊ฒฝ์€ ๊ทธ๋“ค์˜ ๋ฉ”ํ‹ธ๋กฌ์— ์˜ํ–ฅ์„ ๋ฏธ์น  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์ด๋ฅผ ์œ ์ „์‹œํ‚ฌ ์ˆ˜๋„ ์žˆ์ง€ ์•Š์„๊นŒ? ํ•˜๊ณ  ์ƒ๊ฐํ•˜์ง€๋งŒ ์ด์— ๋Œ€ํ•œ ์ข‹์€ ๋ฐ์ดํ„ฐ๋Š” ๊ทธ๋ฆฌ ๋งŽ์ง€ ์•Š๋‹ค.โ€๊ณ  Gehring์€ ๋งํ•œ๋‹ค. โ€œ ๋‹ค๋ฅธ ํ•™์ž๋“ค๋„ ์ด๋Ÿฐ ์ง„ํ™”์  ์—ญ๋™์„ฑ์˜ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์€ ํฌ๋ฐ•ํ•˜๋‹ค๊ณ  ๋™์˜ํ•œ๋‹ค. โ€œํ™˜๊ฒฝ์ด ์‹๋ฌผ ์œ ์ „์ฒด์˜ DNA ๋ฉ”ํ‹ธํ™”์— ์˜ํ–ฅ์„ ์ค€๋‹ค๋Š” ์ฆ๊ฑฐ๋Š” ๊ฑฐ์˜ ์—†๋‹ค.โ€ Schmitz์— ๋”ฐ๋ฅด๋ฉด โ€œ์ด๋Ÿฐ ์—ฐ๊ตฌ๋“ค์˜ ๋งŽ์€ ๊ฒฝ์šฐ ์ถฉ๋ถ„ํžˆ ์ด๋ฃจ์–ด์ง€์ง€ ์•Š์€ ๋ถ€๋ถ„์ด ์žˆ๋‹ค. ํ”ํžˆ 1 ์„ธ๋Œ€์—์„œ๋Š” (ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๋ฅผ) ๋ณผ ์ˆ˜ ์žˆ์ง€๋งŒ 2, 3 ์„ธ๋Œ€๋กœ ๋„˜์–ด๊ฐ€๋ฉด ๋‹ค์‹œ ์›๋ž˜์˜ ๋ชจ์Šต์œผ๋กœ ๋Œ์•„์˜ค๊ณค ํ–ˆ๋‹ค. โ€ 2016๋…„์— ๋ฐœํ‘œ๋œ ๋…ผ๋ฌธ์€ ๋‹จ๊ธฐ๊ฐ„์— ์‹คํ—˜๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณผ ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ์ ์šฉํ•˜์˜€๋‹ค. University of Warwick์˜ ์‹๋ฌผํ•™์ž์ธ Jose Gutierrez-Marcos์™€ ๊ทธ ๋™๋ฃŒ๋“ค์€ ์•„๋ผ๋น„๋•์‹œ์Šค์˜ 3๊ฐœ ํ’ˆ์ข…์„ ์ •์ƒ ๋˜๋Š” 2๊ธ‰ ์—ผ๋ถ„ํ† ์–‘์—์„œ ํ‚ค์› ๊ณ  ์ด๋“ค์˜ ๋ฉ”ํ‹ธ๋กฌ์„ ๋น„๊ตํ•˜์—ฌ ๊ณ„์†๋˜๋Š” ์—ผ๋ถ„ ์ŠคํŠธ๋ ˆ์Šค๊ฐ€ ์ง€์†๋˜์—ˆ์„ ๋•Œ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์ ์ธ ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์ƒ๊ธฐ๋Š”์ง€ ์•Œ์•„๋ณด์•˜๋‹ค. โ€œ์šฐ๋ฆฌ๋Š” ๊ฐ ๊ฐœ์ฒด ๋ณด๋‹ค๋Š” ์ „์ฒด ๊ตฐ์ง‘์„ ๋ดค์ฃ .โ€ Gutierrez-Marcos๋Š” ๋ง์„ ์ด์—ˆ๋‹ค. โ€œ์šฐ๋ฆฌ๋Š” ๊ทธ์ € ์‹คํ—˜ ์ค‘์— ๋‚˜ํƒ€๋‚˜๋Š” ์ž๋ฐœ์ ์ธ ํ˜„์ƒ์ด ์•„๋‹ˆ๊ณ  ๊ทธ ๋ณด๋‹ค ํ›จ์”ฌ ๊ฐ•ํ•œ ํšจ๊ณผ๋ฅผ ๊ธฐ๋Œ€ํ–ˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.โ€ ์—ฐ๊ตฌ์ž๋“ค์€ ์ ์–ด๋„ 2์„ธ๋Œ€ ๋™์•ˆ ์•ˆ์ „ํ•˜๊ฒŒ ์œ ์ง€๋˜๋Š” DNA ๋ฉ”ํ‹ธํ™”์˜ ๋ณ€ํ™”๋ฅผ ๊ด€์ฐฐํ–ˆ๋‹ค. ๋น„๋ก ์ด ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์—ผ๋ถ„ํ† ์–‘์—์„œ ํ‚ค์šด ์ฒซ ์„ธ๋Œ€์—์„œ๋ถ€ํ„ฐ ๊ด€์ฐฐ๋˜๊ธด ํ–ˆ์ง€๋งŒ ํ˜•์งˆ์˜ ๋ณ€ํ™”๋Š” 2 ์„ธ๋Œ€๊ฐ€ ๋  ๋•Œ๊นŒ์ง€ ์ž˜ ๋‚˜ํƒ€๋‚˜์ง€ ์•Š๋‹ค๊ฐ€. ์ดํ›„ ๋”๋†’์€ ์ ‘์ข…๋ฅ ๊ณผ ์ƒ์กด๋ฅ  ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ๋”๋งŽ์€ ์žŽ์„ ๋ƒˆ๋‹ค. โ€œ๊ธฐ๋ณธ์ ์œผ๋กœ๋Š” ๊ทธ๋“ค์˜ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ๋ณ„ ๋‹ค๋ฅธ ๊ฒƒ์ด ์—†์—ˆ์ฃ .โ€ Gehring์€ ์Šค์Šค๋กœ ๋งํ–ˆ๋“ฏ์ด ์•„์ง์€ ์„ธ๋Œ€๋ฅผ ์ด์–ด๊ฐ„๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์— ๋Œ€ํ•ด์„œ๋Š” ํšŒ์˜์ ์ด๋ผ๊ณ  ๋งํ–ˆ๋‹ค. โ€œํ•˜์ง€๋งŒ ๊ทธ๋“ค์€ ๋ช‡ ๊ฐœ์˜ ์˜ˆ๋ฅผ ๋ณด์—ฌ์ฃผ์—ˆ๋‹ค-์ฆ‰, ์ŠคํŠธ๋ ˆ์Šค์— ์˜ํ•ด ์œ ๋„๋˜์—ˆ๊ณ  ์œ ์ „๋˜์—ˆ๋‹ค๋Š” ์ ์—์„œ ํฅ๋ฏธ๋กœ์šด ์ ์ด๋ผ๊ณ  ์ƒ๊ฐํ•œ๋‹ค.โ€ ์ด์–ด์ง„ 5 ์„ธ๋Œ€์— ๊ฑธ์นœ ์‹คํ—˜์—์„œ ์ด๋Ÿฌํ•œ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๋Š” ๋” ํ™•๋Œ€๋˜์ง€๋Š” ์•Š์•˜๋‹ค. ์ด๋Š” ์ด๋Ÿฐ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ์ ์‘์—๋Š” ํ•œ๊ณ„๊ฐ€ ์žˆ๋‹ค๋Š” ์ ์„ ๋ณด์—ฌ์ฃผ๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  2 ์„ธ๋Œ€ ์ดํ›„ ๊ฐ ์‹คํ—˜์—์„œ ์–ป์€ ์ง‘๋‹จ์„ ์ •์ƒ ํ™์—์„œ ํ‚ค์šธ ๊ฒฝ์šฐ ์–ด๋–ค ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋ถ€์œ„๋Š” ๋‹ค์‹œ ์›๋ž˜์˜ ๋ฉ”ํ‹ธ๋กฌ์œผ๋กœ ๋ฐ˜์ „๋˜๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ณผ ์ˆ˜ ์žˆ์—ˆ๋‹ค. โ€œํ•˜์ง€๋งŒ ์–ด๋–ค ๋ถ€์œ„๋Š” ์•„์ฃผ 4 ์„ธ๋Œ€๊ฐ€ ์ง€๋‚˜๋„๋ก ์•ˆ์ •ํ•˜๊ฒŒ ์œ ์ง€๋˜๊ธฐ๋„ ํ•˜์˜€๋‹ค.โ€๊ณ  Gutierrez-Marcos๋Š” ์ฃผ์žฅํ–ˆ๋‹ค. ๋งŒ์•ฝ ํ™˜๊ฒฝ์— ์˜ํ•œ ๋ฉ”ํ‹ธ๋กฌ์˜ ์ ์‘์ด ์ผ์–ด๋‚œ๋‹ค๋ฉด ์ด๋Š” ์ผ๋ฐ˜์ ์ธ ํ˜„์ƒ์€ ์•„๋‹ ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ์€ โ€œ๊ฐœ์ธ์ ์œผ๋กœ๋Š” ์ด ํ˜„์ƒ์€ ์žˆ๊ธด ํ•˜๊ฒ ์ง€๋งŒ ํ”ํ•œ ์ผ์€ ์•„๋‹ ๊ฒƒ์ด๊ณ  ์ผ๋ฐ˜์ ์ธ ๋ฒ•์น™์€ ์•„๋‹ˆ๋ผ๊ณ  ์ƒ๊ฐํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.โ€๋ผ๊ณ  ๋งํ–ˆ๋‹ค. ์ด ๋ง์€ ํ™˜๊ฒฝ์ด ์ง„ํ™”์ ์ธ ๋ณ€ํ™”๋ฅผ ์ผ์œผํ‚ค๋Š”๋ฐ ๊ผญ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์ผ์–ด๋‚˜์•ผ ํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์€ ์•„๋‹ˆ๋ผ๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค. โ€œ๋ชจ๋‘ ์•„๋‹ค์‹œํ”ผ ์–ด์ฐจํ”ผ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€์ด๋“ค์€ ์กด์žฌํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฐ ๋ณ€์ด๋“ค์ด ์กด์žฌํ•œ๋‹ค๋ฉด ๊ตณ์ด ํ™˜๊ฒฝ์ด ์–ด๋–ค ๋ณ€ํ™”๋ฅผ ์ฃผ๋„ํ•  ํ•„์š”๋Š” ์—†๊ฒ ์ง€์š”.โ€๋ผ๊ณ  ๋ง๋ถ™์ธ๋‹ค. Schmitz์— ๋”ฐ๋ฅด๋ฉด ์ด๋Ÿฐ ๋ณ€์ด๋Š” ์‚ฌ์šฉ์ž์˜ ์‹ค์ˆ˜๋กœ ์ƒ๊ธธ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค, โ€œ์‹๋ฌผ์€ ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋ฅผ ์œ ์ง€ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด ์—„์ฒญ๋‚œ ๋…ธ๋ ฅ์„ ํ•˜๊ณ  ์žˆ๊ณ  ์‹ค์ œ๋กœ ์ž˜ ์œ ์ง€ํ•˜์ง€๋งŒ ์‹ค์ˆ˜๊ฐ€ ์žˆ์„ ์ˆ˜ ์žˆ์ฃ . ์ด๋Ÿฐ ์‹ค์ˆ˜๋“ค์€ ์ƒ์† ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ์ƒˆ๋กœ์šด ํŠน์„ฑ์ด ๋˜๋Š” ๊ฒ๋‹ˆ๋‹ค.โ€๋ผ๊ณ  ์ฃผ์žฅํ•˜์˜€๋‹ค. ์žฌํ”„๋กœ๊ทธ๋žจ๋ฐ์˜ ์˜ˆ์™ธ ์‚ฌ์‹ค ์‹๋ฌผ๋“ค์ด ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ์žฌํ”„๋กœ๊ทธ๋ž˜๋ฐ์„ ๊ฑฐ์น˜์ง€ ์•Š๋Š”๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์€ ์™„๋ฒฝํ•œ ์‚ฌ์‹ค์€ ์•„๋‹ˆ๋‹ค. ์•„๋ผ๋น„๋•์‹œ์Šค์˜ ์ƒ์‹๊ณผ์ •์—์„œ ์ •์ž์˜ CG ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋Š” ์ง€์›Œ์ง€์ง€ ์•Š๋Š”๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ CG์™€ ํ•จ๊ป˜ transposon์ด๋‚˜ ์œ ์ „์ž์—์„œ ๋ฐœ๊ฒฌ๋˜๋Š” CHHํ˜•ํƒœ์˜ ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋Š” ์•ฝ 90%๊ฐ€ ์ง€์›Œ์ง„๋‹ค. 2009๋…„ ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ์€ ์•„๋ผ๋น„๋•์‹œ์Šค์˜ ์ •์ž์— ๋ฉ”ํ‹ธ๋กฌ์„ ๋น„๊ตํ•œ ์ ์ด ์žˆ๋‹ค. ์ด๋“ค์˜ ํ™”๋ถ„์—๋Š” 3๊ฐœ์˜ ๋ฐ˜์ˆ˜์ฒด ์„ธํฌ๊ฐ€ ๋“ค์–ด ์žˆ๋‹ค: 2๊ฐœ์˜ ์ •์ž์™€ ํ•˜๋‚˜์˜ ์˜์–‘์„ธํฌ(vegetative cell)๊ฐ€ ์žˆ๋‹ค. ์˜์–‘์„ธํฌ๋Š” ํ™”๋ถ„๊ด€์˜ ์ƒ์„ฑ์„ ๋„์™€ ์ •์ž๊ฐ€ ์•”์ปท ๋ฐฐ์šฐ์ฒด์˜ ๋‚œ์ž๋กœ ์ด๋™ํ•˜๋„๋ก ๋„์™€์ฃผ๋Š” ์—ญํ• ์„ ํ•œ๋‹ค. ์˜์–‘์„ธํฌ์˜ ํ•ต์—์„œ ์ผ๋ถ€ CG ๋ฉ”ํ‹ธ๊ธฐ๊ฐ€ ์ œ๊ฑฐ๋˜๊ธด ํ•˜์ง€๋งŒ ์ด๋“ค์€ ๋ฐฐ์•„๋ฅผ ํ˜•์„ฑํ•˜๋Š” ๋ฐ๋Š” ๊ด€์—ฌํ•˜์ง€ ์•Š๋Š”๋‹ค. โ€œ์ด์™€๋Š” ๋ฐ˜๋Œ€๋กœ ๋†€๋ž๊ฒŒ๋„-์ •์ž์—์„œ๋Š” CHH๋ฉ”ํ‹ธ๊ธฐ๋ฅผ ์žƒ์ฃ .โ€๋ผ๊ณ  ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ์€ ๋งํ–ˆ๋‹ค. ์ˆ˜์ •์ด ์ผ์–ด๋‚œ ์ดํ›„ RNA-guided ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ๊ณผ์ •์„ ํ†ตํ•ด ๋ฐฐ์•„์˜ CHH ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๊ฐ€ ํšŒ๋ณต๋œ๋‹ค. โ€œ์ •๋ง ํฅ๋ฏธ๋กญ๊ฒŒ๋„ ๋‹ค์‹œ small RNA์— ์˜ํ•ด ์•ˆ๋‚ด๋˜์–ด ํšŒ๋ณต๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค.โ€ ์ด๋Š” ๋ถ€๋ชจ ๋ชจ๋‘๊ฐ€ ๋ฐฐ์•„์˜ ๋ฉ”ํ‹ธํ™”์— ๊ธฐ์—ฌํ•œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์„ ์˜๋ฏธํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.โ€ ๋‹น์—ฐํ•˜๊ฒŒ๋„ ์˜ฅ์ˆ˜์ˆ˜๋ฅผ ์ˆ˜ ์„ธ๋Œ€์— ๊ฑธ์ณ ๋ณด๋ฉด, ์„œ๋กœ ๋‹ค๋ฅธ ๋ฉ”ํ‹ธ๋กฌ์„ ๊ฐ–๋Š” ๋ถ€๋ชจ์˜ ์ž์†๋“ค์€ ๋ถ€๋ชจ ์ค‘ ์ ์–ด๋„ ํ•˜๋‚˜๊ฐ€ ๊ฐ–๋Š” ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋ถ€์œ„์— ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๊ฐ€ ์ผ์–ด๋‚œ ๊ฒƒ์„ ๋ณผ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. โ€œ์‹ค์ œ๋กœ ์ˆ˜ ์ฒœ๊ฐœ์˜ ๋ถ€์œ„๊ฐ€ ๋ถ€ ๋˜๋Š” ๋ชจ์—์„œ ์œ ๋ž˜๋œ small RNA์— ์˜ํ•ด ๋ฐ”๋€๊ฒƒ์„ ๋ฐœ๊ฒฌํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.โ€๋ผ๊ณ  ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ๋ฐ•์‚ฌ๋Š” ๋งํ–ˆ๋‹ค. ์˜์–‘์„ธํฌ์˜ CG๋ฉ”ํ‹ธํ™”์˜ ์žฌํ”„๋กœ๊ทธ๋ž˜๋ฐ ๋˜ํ•œ ํฅ๋ฏธ๋กญ๋‹ค. ์ด๋“ค์€ ๊ฒฐ๊ณผ์ ์œผ๋กœ transposon์˜ ํ™œ์„ฑ์„ ๋†’์ด๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— ์‹๋ฌผ์˜ ๊ฑด๊ฐ•์—๋Š” ํ•ด๋กœ์šธ ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ๋ฐ•์‚ฌ์— ๋”ฐ๋ฅด๋ฉด ์—ฌ๊ธฐ์—๋Š” ์ด์ ๋„ ์žˆ๋‹ค๊ณ  ์ฃผ์žฅํ•œ๋‹ค. ์ฆ‰, ์˜์–‘์„ธํฌ์˜ ํ•ต๋‚ด ์นจ๋ฌตํ•˜๋˜ transposon์˜ ๋ฐฉ์ถœ์€ ์ •์ž์˜ small RNA ํ•ฉ์„ฑ์„ ์ฆ๊ฐ€์‹œํ‚ฌ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. Small RNA๋Š” ํ™”๋ถ„๊ด€์„ ๋”ฐ๋ผ ์ด๋™ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์œผ๋ฉฐ ๊ฒฐ๊ตญ ๋ฐฐ์•„์˜ transposon์„œ์—ด์˜ ๋ฉ”ํ‹ธํ™”์— ๊ธฐ์—ฌํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์„ ์•Œ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. โ€œ๋งŒ์•ฝ ์ด๋“ค์ด ๋ฏธ๋ž˜๊ฐ€ ์—†๋Š” ์“ธ๋ชจ์—†๋Š” ์„ธํฌ ์ข…๋ฅ˜๋ผ๋ฉด ์™œ transposon์„ ๋ฐœํ˜„ํ•˜์ง€ ๋ชปํ•˜๊ฒŒ ํ•˜๊ฒ ์–ด์š”, ์ด๋“ค์˜ transposon์€ small RNA๋กœ ๊ฐ€๊ณต๋  ์ˆ˜ ์žˆ๊ณ  ๋‹ค๋ฅธ ์„ธํฌ๋“ค์˜ transposon์„ ์นจ๋ฌต์‹œํ‚ค๋Š”๋ฐ ํž˜์„ ๋ณดํ…” ์ˆ˜ ์žˆ๊ฒ ์ฃ .โ€๋ผ๊ณ  Springer๋Š” ๊ฐ€์„ค์„ ์„ธ์› ๋‹ค. โ€œ์ด๊ฑด ๋งˆ์น˜ ๋ฉด์—ญ๊ณผ ๊ฐ™๋‹ค๊ณ  ์ƒ๊ฐํ•˜๋ฉด ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค.โ€ ์•„์ง ์•„๋ฌด๋„ ์‹๋ฌผ์˜ ๋‚œ์ž์—์„œ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๋ฅผ ์—ฐ๊ตฌํ•˜์ง€๋Š” ๋ชปํ–ˆ์ง€๋งŒ, ์ค‘์‹ฌ์„ธํฌ์—์„œ CG ์žฌํ”„๋กœ๊ทธ๋ž˜๋ฐ์˜ ์ฆ๊ฑฐ๋“ค์ด ์žˆ๋‹ค. ์–ด๋–ค ์‹๋ฌผ์—์„œ๋Š” ๋น„์ƒ์‹์กฐ์ง์—์„œ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ์žฌํ”„๋กœ๊ทธ๋ž˜๋ฐ๊ณผ ๊ฐ™์€ ๊ณผ์ •์„ ๊ฑฐ์นœ๋‹ค๊ณ  ์•Œ๋ ค์ ธ ์žˆ๋‹ค. ์˜ˆ๋ฅผ ๋“ค๋ฉด 2015๋…„ ํ† ๋งˆํ† ์˜ ์ˆ™์„ฑ์— DNA ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๊ฐ€ ์ค‘์š”ํ•˜๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด ๋ฐํ˜€์ง€๊ธฐ๋„ ํ–ˆ๊ณ , 2016๋…„์—๋Š” ์ฝฉ๊ณผ์‹๋ฌผ์˜ ๊ณต์ƒ ๋ฐ•ํ…Œ๋ฆฌ์•„๊ฐ€ ์‚ฌ๋Š” ๋ฟŒ๋ฆฌ ํ˜น์„ ๋ฐœ์ƒ์‹œํ‚ค๋Š”๋ฐ๋„ ๋น„์Šทํ•œ ํ˜„์ƒ์„ ๋ฐœ๊ฒฌํ•˜์˜€๋‹ค. ์ฆ‰, ์ด๋“ค ์กฐ์ง์—์„œ๋งŒ ๋ฐœ๊ฒฌ๋˜๋Š” ํŠน์ด์  ํƒˆ๋ฉ”ํ‹ธํ™”ํšจ์†Œ๊ฐ€ DNA๋ฉ”ํ‹ธ๊ธฐ๋ฅผ ์ œ๊ฑฐํ•œ ๊ฒƒ์ด๋‹ค. โ€œ์‹๋ฌผ์€ DNA ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋ฅผ ์•„์ฃผ ์ž˜ ์œ ์ง€ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๋”ฐ๋ผ์„œ ์ด๋Ÿฐ ํ˜„์ƒ์„ ๋ฐœ๊ฒฌํ•˜๋ฉด ์งœ๋ฆฟํ•˜์ฃ . ๋„ˆ๋ฌด๋‚˜ ๋“œ๋ฌธ ์ผ์ด๋‹ˆ๊นŒ์š”.โ€๋ผ๊ณ  Schmitz๋Š” ๋งํ–ˆ๋‹ค. ๋†์‚ฌ์— ์ ์šฉ ๋งŽ์€ ์ž‘๋ฌผ๋“ค์ด ๋‹จ์ผ ํ’ˆ์ข…์„ ํ‚ค์šด๋‹ค. ์ด๋ก ์ ์œผ๋กœ๋Š” ๋†๋ถ€๋“ค์ด ๊ฐ€์žฅ ์ข‹์€ ์ž‘๋ฌผ-ํฌ๊ธฐ, ๋‹น๋„, ์˜ค์ผ์ƒ์‚ฐ๋Ÿ‰ ๋“ฑ-.์„ ๊ณจ๋ผ ํ‚ค์šธ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ์ด๋Ÿฐ ํด๋ก  ์žฌ๋ฐฐ๋Š” ์›ํ•˜๋Š” ์œ ์ „์ž ์„œ์—ด์„ ์ง€์ผœ๋‚˜๊ฐ€๋Š” ๋ฐ๋Š” ํ™•์‹คํ•˜์ง€๋งŒ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ํŠน์ง•์„ ๋ณด์กดํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์€ ์•„๋‹ˆ๋‹ค. ์ˆ˜์ •์— ์˜ํ•ด ์œ ๋ฐœ๋œ ์ •์ž์˜ CHH ๋ฉ”ํ‹ธํ™” ํ‘œ์ง€์˜ ๋Œ€์ฒด๋Š” ์ผ์–ด๋‚  ์ˆ˜ ์—†๋‹ค. ์•„ํ”„๋ฆฌ์นด์˜ ์•ผ์ž์ˆ˜๋Š” ์•ฝ 10 โ€“ 20%์ •๋„๊ฐ€ ๊ธฐ๋ฆ„์„ ์ƒ์‚ฐํ•˜์ง€ ๋ชปํ•œ๋‹ค. 2015๋…„์— ์—ฐ๊ตฌ์ž๋“ค์€ ๊ธฐ๋ฆ„์„ ๋งŒ๋“ค์ง€ ๋ชปํ•˜๋Š” ์•ผ์ž์ˆ˜๋“ค์€ transposon์˜ ํ™œ์„ฑํ™”๊ฐ€ ์ผ์–ด๋‚˜ ๊ธฐ๋ฆ„ ์ƒ์‚ฐ์— ์ค‘์š”ํ•œ ์œ ์ „์ž๊ฐ€ ํŒŒ๊ดด๋˜์—ˆ๊ธฐ ๋–„๋ฌธ ์ž„์„ ์•Œ๊ฒŒ ๋˜์—ˆ๋‹ค. โ€œCHH๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋Š” ์ œ๋Œ€๋กœ ๋Œ€์ฒด๋˜์ง€ ๋ชปํ–ˆ๊ณ  ๋•Œ๋กœ๋Š” ์ž˜๋ชป๋œ ๋ถ€์œ„๋กœ ๊ฐ„๊ฑฐ์ฃ . ๊ทธ๋ž˜์„œ ๋ง์นœ ๊ฑฐ์—์š”.โ€ ์ด ์—ฐ๊ตฌ์— ์ฐธ์—ฌํ–ˆ๋˜ ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ์˜ ๋ง์ด๋‹ค. ๋ฉ”ํ‹ธํ™”์˜ ์ƒ์‹ค์€ ์ž‘๋ฌผ์‹๋ฌผ์—๊ฒŒ ์œ ๋ฆฌํ•œ ์ƒˆ๋กœ์šด ํ˜•์งˆ์„ ๋‚˜ํƒ€๋‚ด๊ธฐ๋„ ํ•œ๋‹ค. ์˜›๋ถ€ํ„ฐ ์ž‘๋ฌผ์‹๋ฌผ์„ ์•ผ์ƒ์‹๋ฌผ๊ณผ ๊ต์žกํ•˜์—ฌ ๋ณ‘์ถฉํ•ด๋‚ด์„ฑ์„ ํ‚ค์šฐ๊ณ  ๋‹ค์‹œ ์›ํ•˜๋Š” ํŠน์ง•์„ ๊ฐ€์ง„ ์ž‘๋ฌผ๊ณผ ๊ต์ ‘์‹œ์ผœ์˜จ ๋†๋ถ€๋“ค์—๊ฒ ์ด๋Ÿฐ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ์นจ๋ฌต์— ๊ฐ€๋ ค์ง„ ํ˜•์งˆ๋“ค์ด ๋ฌด์—‡์ธ์ง€ ๊ฑฑ์ •์ด์—ˆ๋‹ค. โ€œ๋งŒ์•ฝ ๋ฉ”ํ‹ธํ™”๋ฅผ ๋ฐ”๊ฟ€ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค๋ฉด ์ƒ์†๊ฐ€๋Šฅํ•œ ํ˜•์งˆ์„ ๋งŒ๋“ค ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค.โ€ Schmitz๋Š” ๋ง์„ ์ด์—ˆ๋‹ค. ์‹๋ฌผ ์œ ์ „์ฒด์—์„œ ์นจ๋ฌต์‹œํ‚จ ์œ ์ „์ž๋Š” โ€œ๋‹ค์–‘ํ•จ์˜ ๋ฏธ์ง€์˜ ์›์ฒœโ€์ด๋‹ค. Schmitz์˜ ๋ชฉํ‘œ๋Š” ์นจ๋ฌต์„ ํ’€์—ˆ์„ ๋•Œ ๋ฐœํ˜„๋˜๋Š” ์œ ์ „์ž๋“ค ์ค‘์— ์œ ์šฉํ•œ ํ˜•์งˆ์„ ๋‚˜ํƒ€๋‚ด๋Š” ๊ฒƒ์ด ์žˆ๋Š”์ง€ ์•Œ์•„๋ณด๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค. โ€œ์•„๋งˆ๋„ ์ด๋Ÿฐ ๋ฐฉ์‹์œผ๋กœ ์ ‘๊ทผํ–ˆ์„ ๋•Œ ๋ณด๊ธฐ ํ‰ํ•œ ์‹๋ฌผ๋“ค์ด ๋‚˜์˜ฌ ์ˆ˜ ์žˆ๊ฒ ์ฃ .โ€ ๊ทธ๋Š” ๋ง์„ ์ด์—ˆ๋‹ค. โ€œํ•˜์ง€๋งŒ ํฅ๋ฏธ๋กœ์šด ํ˜•์งˆ์„ ๋Œ์–ด๋‚ด๋Š” ๊ฒƒ์ด ํ•˜๋‚˜๋งŒ ์žˆ์–ด๋„ ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค.โ€ ๋งฅํด๋ฆฐํ†ก ๋ฐ•์‚ฌ๋Š” ์‹๋ฌผ์˜ DNA ๋ฉ”ํ‹ธํ™”์— ๋Œ€ํ•œ ์ดํ•ด๊ฐ€ ์ง„ํ–‰๋˜์–ด, ๋” ๊ฐ•ํ•˜๊ณ  ์˜์–‘๊ฐ€ ์žˆ๋Š” ์ž‘๋ฌผ์„ ์ƒ์‚ฐํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด ํ›„์„ฑ์œ ์ „์ฒด๋ฅผ ๊ฑด๋“œ๋ฆฌ๋Š” ๊ฒฝ์ง€์— ์ด๋ฅธ ๊ฒƒ์„ ๋ณด๋ฉด ๋ฟŒ๋“ฏํ•ด ํ–ˆ์„ ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ๋งŒ์•ฝ ๊ทธ๋…€๊ฐ€ ์‚ด์•„ ์žˆ๋‹ค๋ฉด ๊ฐ™์€ ์—ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์œ„ํ•ด ๊ธฐ๊บผ์ด ์†์— ํ™์„ ๋ฌปํ˜”์„ ๊ฒƒ์ด๋‹ค. โ€œ๊ทธ๋…€๋Š” ๋†€๋ž๊ฒŒ๋„ ๋‚˜์ด 90์—๋„ ํ˜„๋Œ€ ๋ถ„์ž์ƒ๋ฌผํ•™์„ ํŽธํ•˜๊ฒŒ ์ƒ๊ฐํ–ˆ์–ด์š”.โ€๋ผ๊ณ  ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ ๋ฐ•์‚ฌ๋Š” ํšŒ๊ณ ํ–ˆ๋‹ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ๊ฒฐ๊ณผ์ ์œผ๋กœ ๊ทธ๋…€๋Š” ์ด ๋ถ„์•ผ์˜ ๊ฐœ์ฒ™์‹œ๋Œ€์— ๊ธฐ์—ฌํ•œ ์…ˆ์ด ๋˜์—ˆ๋‹ค. โ€œ๋ถ„๋ช…ํ•œ๊ฑด, ๋‹น์‹œ์—๋Š” ์ด๋ฅผ ํ›„์„ฑ์œ ์ „์ด๋ผ๊ณ  ๋ถ€๋ฅด์ง€๋Š” ์•Š์•˜์–ด์š”.โ€ โ€œํ•˜์ง€๋งŒ ์šฐ๋ฆฐ ๊ทธ๊ฒŒ ๋ฌด์–ธ์ง€ ์•Œ์•˜๋˜ ๊ฒ๋‹ˆ๋‹ค.โ€๋ผ๊ณ  ๋งˆํ‹ฐ์—”์Šจ ๋ฐ•์‚ฌ๋Š” ์–˜๊ธฐํ–ˆ๋‹ค. ์ด ๊ธ€์—์„œ๋Š” ๋ณธ๊ฒฉ์ ์œผ๋กœ ๋‹ค๋ฃจ์ง€ ์•Š์•˜์ง€๋งŒ ์ด๊ธ€์ด ์ถœํŒ๋œ์ง€ 5๋…„์ด ์ง€๋‚œ ํ˜„์‹œ์ ์—์„œ ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์œ ์ „๋œ๋‹ค๋Š” ์ฆ๊ฑฐ๋“ค์ด ์Œ“์ด๊ธฐ ์‹œ์ž‘ํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ์ด ๊ธ€์—์„œ ์•”์‹œํ•˜์˜€๋“ฏ์ด ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์œ ์ „์ฒด์˜ ์•ˆ์ •์„ฑ์—๋„ ์˜ํ–ฅ์„ ๋ฏธ์นœ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์€ ์ง„ํ™”์— ์˜ํ–ฅ์„ ์ค„ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์„ ์‹œ์‚ฌํ•œ๋‹ค. ์ด๋Ÿฐ ์—ฐ๊ตฌ๋“ค์ด ์ข…ํ•ฉ์ ์œผ๋กœ ํŽธ๊ฒฌ ์—†์ด ์ง„ํ–‰๋˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด์„œ๋Š” ํ›„์„ฑ์œ ์ „ํ•™์  ์—ฐ๊ตฌ๊ฐ€ ๋™,์‹๋ฌผ ๋ฟ ์•„๋‹ˆ๋ผ ๊ท ๋ฅ˜, ์›์ƒ์ƒ๋ฌผ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์›ํ•ต์ƒ๋ฌผ์—์„œ๋„ ์—ฐ๊ตฌ๋˜์–ด์•ผ ํ•  ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ์ด๊ธ€์€ โ€˜The Scientist, Plantโ€™s Epigenetic Secrets. Feb. 1 2017โ€™์„ ๋ฒˆ์—ญํ•œ ๊ธ€์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ๊ทธ๋ฐ–์— ์•„๋ž˜์˜ ๋…ผ๋ฌธ๊ณผ ๊ด€๋ จ ์„œ์ ๋“ค์„ ์ฐธ๊ณ ํ•˜์—ฌ ์กฐ๊ธˆ ๊ฐ€ํ•„ํ•˜์˜€์Šต๋‹ˆ๋‹ค. Slotkin RK et al., 2008, Epigenetic reprogramming and small RNA silencing of transposable elements in pollen. Cell 136;461-472.
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