"비생식세포로 생명 창조"…칭화대, 쥐 배아 모델 지속 배양 성공

비생식세포에서 출발해 쥐의 초기 배아 발생 전 과정을 재현하는 데 중국 연구진이 성공했다.

14일(현지시간) 국제학술지 네이처(Nature)에 따르면 칭화대학 딩성·마톈화 교수 연구팀은 화학적으로 유도한 전능줄기세포(ciTotiSCs)만으로 쥐 배아 모델(ciToti-EMs)을 지속 배양하는 데 성공했다.

연구팀은 이 배아 모델이 착상 전 상실배와 배반포, 원장 형성 이후 단계까지 완전히 통과했으며 배아와 배아외 구조를 함께 형성했다고 설명했다.

포유류 배아 발생은 전능성 접합자에서 시작해 배반포를 거쳐 원장 형성과 기관 발생으로 이어진다. 배반포는 태반을 만드는 영양외배엽(TE), 태아와 양막을 만드는 상배엽(EPI), 난황낭에 기여하는 원시내배엽(PrE)으로 구성된다.

기존 연구들은 이들 세 계통의 줄기세포를 활용해 다양한 배아 유사 모델을 만들었지만, 세포의 제한된 발달 잠재력 때문에 전능세포부터 지속적인 체외 발달까지 충실히 재현하지는 못했다.

연구팀이 확립한 배양 조건에서 ciTotiSCs는 배반포 유사 구조로 스스로 조직화했고, 형태와 계통 분리 측면에서 자연 배반포와 매우 유사했다.

이렇게 만들어진 배아 모델은 원장 형성과 배아 축 형성, 조혈, 초기 기관 발생 등 주요 발달 단계를 통과해 배아 8.5일(E8.5) 자연 배아와 높은 유사성을 보였다.

배양 기간을 늘리자 배아 모델 내에서 기능성 심장 조직도 발달했으며, 이는 배아 10.5일(E10.5) 자연 배아와 비교할 만한 수준이었다.

연구팀은 단일 유도 세포 유형인 ciTotiSCs가 쥐 초기 배아 발생의 전체 계통을 스스로 재현할 수 있음을 보여준다고 밝혔다. 이번 시스템은 포유류 배아 발달 연구의 강력한 모델이자 비생식세포로 다세포 생물을 만드는 새로운 경로가 될 전망이다.