5년간 실험실서 키운 미니 뇌, '시간 흐름' 기억한다 작성일 08-21 41 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="xSco3wu5JP"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="48dd19ca9032f9b004de9b956832f8582cb2435dc4c2d22ac1f6d622bc090573" dmcf-pid="y6utaBcni6" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="서로 다른 뇌세포들을 형광 색소로 염색한 오가노이드 단면을 한눈에 볼 수 있도록 합성한 사진. 하버드대 파올라 아를로타 연구실 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/21/dongascience/20260821102549903zixk.png" data-org-width="680" dmcf-mid="QeKuEfmjeQ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/21/dongascience/20260821102549903zixk.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 서로 다른 뇌세포들을 형광 색소로 염색한 오가노이드 단면을 한눈에 볼 수 있도록 합성한 사진. 하버드대 파올라 아를로타 연구실 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="effe01188884722f754dfea8c7504f558f0e40b52d8b788d2192563c780f8b54" dmcf-pid="WP7FNbkLL8" dmcf-ptype="general">실험실에서 인간 세포를 배양해 3차원으로 뇌 조직을 구현한 ‘뇌 오가노이드’를 보고된 것 중 가장 긴 5년간 배양한 결과 시간 경과에 따라 뇌가 성숙하는 분자 수준의 변화가 포착됐다. 특히 성숙한 뇌는 시간의 흐름을 기억한다는 점도 확인됐다. </p> <p contents-hash="32e333e86302932f72e25f72ef10939b2ebd24a05a407249d5feba44e2142f1a" dmcf-pid="YQz3jKEoi4" dmcf-ptype="general"> 파올라 아를로타 미국 하버드대 줄기세포·재생생물학과 교수 연구팀은 뇌 오가노이드를 장기간 관찰해 분자 수준의 변화를 확인하고 연구 결과를 국제학술지 ‘네이처’에 19일(현지시간) 발표했다. </p> <p contents-hash="ea20f4b3f48ae9c7839264705a393176f0f152bedcfd29f1582ec2c5da0b6ec0" dmcf-pid="Gxq0A9DgJf" dmcf-ptype="general"> 인간의 뇌는 완전히 성숙하는 데 약 20년이 넘는 시간이 걸리는 것으로 알려져 있다. 뇌 오가노이드는 대부분 수개월간 배양하는 데 그친다. 뇌 오가노이드로는 태아의 초기에서 중기 단계의 뇌만 모사할 수 있다. 뇌 오가노이드 내부 신경세포(뉴런)의 조기 소실과 조직 괴사 등의 영향 때문이다. 뇌 오가노이드를 수년간 배양할 수 있다면 뇌가 성숙해지는 과정을 재현할 수 있다. </p> <p contents-hash="0a2991899df8d359f264372cea10264439f71abca87e8d7cd1069a4118679a30" dmcf-pid="HMBpc2wanV" dmcf-ptype="general">연구팀은 배양한 지 얼마 안 된 ‘어린’ 신경 전구세포(신경세포로 분화하기 전 단계 세포)와 장기간 배양한 ‘성숙한’ 신경 전구세포를 하나의 오가노이드에 혼합한 ‘키메라 오가노이드’를 제작했다. 키메라는 여러 동물의 특징이 한 몸에 섞인 그리스 신화 속 괴물에서 유래한 용어다. 과학계에서는 서로 다른 특성을 지닌 세포들이 하나의 개체 안에 섞여 있을 때 키메라라는 용어를 사용한다. 연구팀은 배양 시기와 발달 단계가 다른 두 세포군을 한데 모아 키메라 오가노이드를 구성했다. </p> <p contents-hash="b292ac8b1f94d714e00ed7dafd97308320beb6606b17d95681204fec63d52d85" dmcf-pid="X2FHiUgRJ2" dmcf-ptype="general">키메라 오가노이드 제작 결과 성숙한 전구세포들은 어린 전구세포들이 있는 초기 배양 환경에서도 초기 발달 단계를 건너뛰고 통상 2개월이 걸리는 성숙한 신경세포를 단 2주만에 만들어냈다. 성숙한 전구세포가 발달 과정에 대해 기억하고 있음을 시사하는 대목이다. 성숙한 전구세포와 달리 어린 전구세포는 초기 신경세포부터 순차적으로 형성됐다. </p> <p contents-hash="4a74229b0e749b73726d7c3b91e3716e951e8ee6193c7081196e9c08fc7169b4" dmcf-pid="ZV3Xnuaee9" dmcf-ptype="general">연구팀은 신경세포 생존과 성장을 돕는 단백질인 ‘신경영양인자’를 지속 공급하고 신경세포 내 활성산소 축적과 신경 독성 발생을 완화하며 산소와 영양분이 보다 원활하게 공급되도록 만드는 등의 방법을 동원해 뇌 오가노이드 배양 조건을 최적화하고 5년 배양에도 성공했다. </p> <p contents-hash="c7df08b167b2cb63b801f1ed4681314b1fcdd2c213a27bbb16035d11484bafa1" dmcf-pid="5f0ZL7NdLK" dmcf-ptype="general"> 이를 통해 연구팀은 장기 배양된 뇌 오가노이드의 유전자 발현 패턴을 분석해 출생 직전 태아 및 영아기 인간의 뇌세포와 유사한 수준의 성숙도를 보인다는 점도 확인했다. 다양한 유형의 신경세포를 형성하고 신경세포 간 신호를 주고받는 연결 구조는 더욱 정교하게 발달했다. 태아 수준을 넘어 출생 후 뇌 단계까지 재현하는 데 성공한 것이다. </p> <p contents-hash="4454b905e8378231e869a6f3472460e302ce0c26ca1d3a98aadf715ab4479aea" dmcf-pid="14p5ozjJLb" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 “실험실에서 수년간 배양한 미니 뇌로 사람의 뇌 발달 단계를 재현할 수 있다는 점이 확인됐다”며 “성숙한 뇌세포의 특성을 파악하거나 성숙한 뇌에서 발생하는 뇌질환을 연구하는 데 유용한 도구가 될 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="e421038b649f907ed977c926d6f3dd5aff9d3c040b7ac8a8843dadf9c8985418" dmcf-pid="t8U1gqAiJB" dmcf-ptype="general">[문세영 기자 moon09@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 서울대 졸업장보다 칩 등급?…2050년 면접장의 풍경 08-21 다음 슈퍼마이크로 "엔비디아 AI칩 중국 밀반출, 현 경영진 관여 증거 없어" 08-21 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
