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전분화능의 유전학 및 후생유전학적 조절자

전문가 제언: ○ 후생유전학적 조절(epigenetic regulation)이란 히스톤의 번역 후 변형, DNA 메틸화, ATP-의존적인 염색질 구조변화, 히스톤 단백질 교환처럼 염기서열에 기초하지 않은 유전정보를 통해 특정 유전자의 발현상태를 변형시켜 안정적으로 유지하고, 이를 체세포분열이나 감수분열을 통해 자손에게 전달하는 과정을 일컫는다. 후생유전학적 조절기작은 세포가 자신의 유전체 유전정보를 주변 환경의 신호와 통합하는 기작의 하나로 작용하며 다양한 세포의 분화, 발생, 형태형성 및 암이나 퇴행성 신경질환의 유발에도 관련이 깊다.

○ 배아줄기세포(ESC: Embryonic Stem Cell)는 포배(blastocyst)의 내세포괴(inner cell mass)에서 유도되며 무제한적인 자가 재생 능력과 모든 종류의 체세포로 분화할 수 있는 전분화능(pluripotency)을 지닌다. 많은 연구를 통해 ESC의 전분화능 유지에 Oct4, Nanog, Sox2 및 LIF (Leukemia Inhibitory Factor)나 BMP(Bone Morphogenic Protein) 등 이 관여함이 밝혀졌다. 또한 최근에는 ESC의 전분화능 유지에 관여하는 독특한 히스톤 변형과 이들 후생유전학적 조절기작을 통한 특정 세포계열로의 분화 결정기작에 많은 관심이 집중되고 있다.

○ ESC의 놀라운 전분화능은 손상된 세포나 조직 또는 장기를 정상의 것으로 대체함으로써 기존의 약물 및 수술요법의 한계를 뛰어넘어 난치성 질환을 재생의학적 측면에서 근본적으로 치료할 수 있는 가능성을 제시한다. 따라서 ESC에서 전분화능 형성과 유지, 그리고 다양한 세포계열로의 분화를 조절하는 유전 및 후생유전학적 기작의 이해는 ESC의 발생경로에 대한 이해뿐만 아니라 차후 ESC를 이용한 새로운 세포치료 요법의 개발에 지대한 공헌을 할 것으로 기대된다.

○ 또한 이러한 연구는 궁극적으로 후생유전학적 재-프로그래밍(epigenetic reprogramming)을 통한 체세포의 발생학적 가소성 및 전분화능 조절을 가능하게 할 것이며 이들 세포를 인간의 질병 치료에 이용하는데 있어 핵심적인 정보를 제공할 것이다. ESC를 통한 세포치료가 미칠 경제적 파급효과와 이 분야의 무한한 발전 가능성을 고려해볼 때 국내에서도 보다 많은 투자와 관심이 집중되어야 할 것이다.

저자: Surani, MA; Hayashi, K; Hajkova, P; AF Surani, M. Azim; Hayashi, Katsuhiko; Hajkova, Petra
자료유형: 학술정보