두 종류 세포 동시 조종하는 '유전자 스위치' 개발

일본 연구진이 두 종류의 세포를 각각 독립적으로 제어할 수 있는 새로운 유전자 발현 시스템을 개발했다.

26일(현지시간) 일본 국립유전학연구소(NIG) 아사카와 카즈히데 교수 연구팀은 박테리오파지 유래 단백질(Cro)과 표적 DNA 서열(OR3)을 기반으로 한 'Cro/OR3' 시스템을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 '아이사이언스(iScience)'에 게재됐다.

이 시스템은 기존에 널리 사용되던 'Gal4/UAS' 시스템과 독립적으로 작동하는 것이 특징이다. 지금까지는 단일 시스템만으로는 두 개의 다른 세포 유형을 개별적으로 제어하기 어려워 세포 간 상호작용 연구에 한계가 있었다.

연구팀은 제브라피시의 신경계에서 새로운 Cro/OR3 시스템과 기존 Gal4/UAS 시스템을 함께 사용해 신경세포(뉴런)와 성상교세포의 유전자 발현을 각각 독립적으로 제어하는 데 성공했다.

연구팀이 Cro/OR3 시스템으로 성상교세포에서 특정 돌연변이 단백질을 발현시키자, Gal4/UAS 시스템으로 표지된 운동 신경세포의 위치가 바뀌는 것이 확인됐다. 이는 성상교세포의 정상 기능이 운동 신경세포의 위치 유지에 중요하다는 점을 시사한다.

이 기술은 서로 다른 세포 유형 간의 관계를 연구하는 데 유용할 것으로 기대된다. 특정 세포에서 질병 관련 단백질을 발현시켜 다른 세포에 미치는 영향을 관찰하는 질병 모델링 연구에도 활용될 수 있다. 연구팀은 이 시스템이 제브라피시와 인간 배양 세포 모두에서 작동해 여러 종에 걸쳐 적용될 수 있다고 설명했다.

연구팀은 또한 특정 세포 집단에서 유전자 발현을 유도하는 150종 이상의 제브라피시 계통을 확립해 온라인으로 제공하고 있다.

아사카와 교수는 "우리가 개발한 도구는 한 세포 집단을 조작하면서 다른 세포를 관찰할 수 있게 해 살아있는 동물에서 이들의 상호작용을 직접 연구할 길을 열어준다"고 말했다.