여성의 두 번째 X 염색체 조절과정 규명
□ 남진우 교수(한양대)‧김형범 교수(연세대) 연구팀이 하버드 의대와 공동 연구를 통해, 인간 여성 세포에서 X 염색체 2개 중 하나가 불활성화되는 과정을 규명했다고 한국연구재단(이사장 노정혜)은 밝혔다.
□ 여성은 X 염색체 2개, 남성은 X 염색체 1개와 Y 염색체 1개를 가지고 있다. 그럼에도 여성의 X 염색체들이 남성의 2배로 유전자를 발현하지는 않는다. 수정란이 약 1,000개로 세포 분열되는 시기부터 각 세포마다 무작위로 한 개의 X 염색체가 불활성화되기 때문이다.
□ 연구팀은 효율적인 유전자 절단 방법을 이용해, X 염색체를 불활성화시키는 '지스트(Xist)‘라는 RNA를 체계적으로 분석했다. 이로써 기존에 밝혀진 생쥐의 지스트 유전자와 상이한, 인간 지스트 유전자의 기능과 활성부위를 구체적으로 밝혀냈다.
ㅇ 이는 크리스퍼(CRISPR/Cas9) 유전자가위 설계 시스템을 개발해 가능했다. 수백 개에서 수십만 개의 염기로 이루어진 긴 DNA 구간을 삭제할 수 있어, 삭제된 유전자 구간의 기능을 체계적으로 분석할 수 있다. 연구팀은 지스트 유전자의 전체 또는 부분을 절단한 후, 대규모 전사체 분석과 형광 이미지 분석을 수행했다.
ㅇ 연구 결과, 지스트 유전자에서 핵심 기능을 하는 구간이 생쥐는 반복서열 구간인 반면, 인간은 서열이 반복되지 않는 구간이다.
ㅇ 또한 생쥐와 달리 인간 지스트 유전자를 삭제했을 때 X 염색체 재활성화가 활발히 나타났다. 이는 X 염색체가 불활성화되어 발생하는 질병의 연구에 학술적‧의학적으로 크게 기여할 것으로 본다.
□ 연구팀은 “암을 비롯한 다양한 질병에서 지스트 유전자 주요 부위의 변이와 X 염색체 재활성화 요인을 연구하여, 지스트 유전자와 질병 발생에 대한 이론적 근거를 정립할 계획”이라고 밝혔다.
□ 이 연구는 과학기술정보통신부‧한국연구재단 기초연구사업(중견연구), 바이오‧의료기술개발사업의 지원으로 수행되었다. 분자유전학 및 유전체 분야 국제학술지 ‘뉴클레익 애시드 리서치(Nucleic Acids Research)’에 2월 20일 게재되었다.
