기초지원(연), 성체줄기세포 표지 분석기술 개발 성공

- 미국 ``성체줄기세포기술센터``와 공동 개발 -

- 기초지원(연) 허양훈 박사, 미국 국립과학원 회보 ``PNAS`` 誌에 논문 발표 -

□ 인체 내 극소수로 존재하는 성체줄기세포의 고유한 세포분열 특성을 분석하는 분석법이 개발됨에 따라 향후 성체줄기세포의 표지, 분리, 대량배양 및 이를 이용한 질병치료 등의 응용연구수행에 새로운 전기가 마련됐다.

□ 한국기초과학지원연구원(원장 정광화, 이하 기초지원연) 전자현미경연구부 허양훈 박사팀은 성체줄기세포의 비대칭적 자기복제(asymmetric self-renewal) 현상을 단백질 생체표지분자(바이오마커)와 면역세포화학염색법을 이용한 바이오이미징 기법으로 분석하는 기술 개발에 성공했다고 15일 밝혔다.

□ 이번 연구 성과는 세계적인 자연과학분야 전문 학술지인 ‘미국 국립과학원회보(Proceedings of National Academy of Sciences, PNAS)``誌 9월 30일자 온라인판(논문명: Higher 5-hydroxymethylcytosine identifies immortal DNA strand chromosomes in asymmetrically self-renewing distributed stem cells. IF=9.737)에 게재됐다.

□ 기초지원(연) 전자현미경연구부 허양훈 박사가 주도한 이번 연구 성과는 미국 보스톤 성체줄기세포기술센터(Adult Stem Cell Technology Center)의 제임스 셜리(James Sherley)박사와의 성체줄기세포 분석기술 공동개발의 일환으로 이뤄졌다.

□ 성체줄기세포는 비대칭적 자기 복제라는 독특한 세포분열방식을 통해 2개의 딸세포 중, 향후 줄기세포가 될 1개의 딸세포에게만 줄기세포 고유의 ‘불멸 유전정보(immortal DNA)’를 전달하고, 다른 딸세포는 유전정보를 전달 받지 못한 상태에서 분화 후 세포사멸에 이르게 된다.

□ 이번 연구는 이들 2개의 딸세포 중, 어느 쪽이 줄기세포 고유의 불멸 유전정보를 전달받아 성체줄기세포로 분화되는 지를 밝혀내는 분석법을 개발한 것으로, 이번에 새롭게 발굴된 성체줄기세포 바이오마커 후보분자인 ‘5-수산화메틸시토신(5-hydroxymethylcytosine)’과 기존에 알려진 immortal DNA 표지분자인 BrdU에 대한 이중면역형광염색을 실시한 후 바이오이미징 분석이 이뤄졌다.

□ 허 박사팀이 실시한 연구결과, 향후 성체줄기세포가 될 딸세포의 DNA에 ‘5-수산화메틸시토신’이 세포사멸될 운명인 다른 딸세포에 비해 상대적으로 훨씬 많이 분포함을 밝혀냄에 따라, ‘5-수산화메틸시토신’이 성체줄기세포를 특이적, 효율적으로 표지할 수 있는 바이오마커임을 확인하였다.

□ 특히 이번 연구 결과를 토대로 현재 초기 연구가 진행중인 기초지원(연)의 ‘초고전압 투과전자현미경(HVEM)과 3차원 전자토모그래피 분석기법 기반 성체줄기세포 염색체의 크로마틴 조절단백질들의 3차원 분자구조연구’가 마침내 본 궤도에 오르게 되었다.

□ 이와 관련, 기초지원(연) 전자현미경연구부 허양훈 박사는 “이번 연구를 통해 인체 내에 극소수로 존재하는 성체줄기세포를 손쉽게 표지할 수 있는 분석기술 관련 정보를 제공하는 것이 가능할 전망”이며, “향후 성체줄기세포 표지 바이오마커의 지속적인 추가 발굴 연구 및 성체줄기세포 표지, 분리, 대량배양 등의 관련 연구 뿐 아니라, ‘성체줄기세포를 이용한 세포노화방지기전 연구’나 손쉽고 효과적인 ‘암 초기진단 분석법 개발’ 등의 후속 연구에도 크게 기여할 것으로 기대 된다”고 밝혔다.

☎ 문의처 : 기초지원(연) 전자현미경연구부 허양훈 박사

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