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해방된 모르페우스: 형태형성의 경사도를 다시 생각하다

전문가 제언: ○ 정자와 난자가 만나 하나의 세포인 접합자가 만들어지고 이 접합자가 배로 발달하며 세포의 증식과 분화 이동을 하여 조직과 기관을 형성한다. 한 세기를 지나도록 형태형성(pattern formation)에 대한 분야에서는 형태인자(morphogen)가 가장 영향력이 있는 개념으로 떠올랐다. 형태인자란 오래된 뜻으로는 세포가 만들어 다른 세포로 퍼져가면서 모양을 구성하는 물질로 보고 있다. 가장최근의 생물학자들은 Wolpert (1969)의 문헌에서 제시한 형태인자의 작용에 근거를 둔 특수한 학설에 따라 좁은 의미를 채택하고 있다.

○ Wolpert는 형태인자는 그 원래 위치에서 가라앉으면서 확산으로 평온하게 내려가는 경사도를 가지고, 세포에서 그 장소의 가치를 배당하고 그 배당받은 가치에 따라 다른 운명을 갖게 된다고 제안했다. 이 견해는 형태인자는 단순한 지시하는 분자이면서 그 농도에 따라 질적으로 다른 지시를 내리는 것으로 본다.

○ 따라서 공간을 조성하는 세포의 운명이 확산하는 분자의 경사도에 의해서 만들어진다는 학설은 20세기 발달생물학의 중요한 공헌으로 보고 있다. 지금은 형태를 만드는데 형태인자가 있다는 사실을 의심하지는 않지만 형태인자의 경사도의 형태형성이나 그 역할에 대해 연구한 내용은 오히려 해답보다도 수수께끼만 남기고 있다. 그러나 한편에서는 자세히 살펴보면 형태인자의 경사도는 많은 조절 메커니즘에 필요한 배열을 동원하고 있으며 이러한 체계를 통해 수행되고 있다는 사실이 그전에 생각했던 것보다도 더 광범위하다는 주장이다.

○ 지난 10년 동안에 섬유모세포성장인자(FGF), 상피세포성장인자(EGF), Wnt, Hedgehog, 전환성장인자(TGF)-β 가족, retinoic acid 등이 형태형성인자로 확인되고 있다. 그러나 아직도 많은 생물학자는 형태인자에 위안을 갖고 있지 않으며 형태형성을 유전자의 조절 네트워크 수준으로 보기도 한다. 때로는 이러한 사실들이 진화와 연관하여 목적론적인 어휘가 가미되면서 혼돈을 야기한다. 시스템생물학의 연구를 통해 객관적인 해답을 기대해 본다.

저자: Lander, AD; AF Lander, Arthur D.
자료유형: 학술정보