일본, 세계 최초로 미성숙 난자의 돼지 생산 성공
- 작성자
- 윤민수
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- 등록일
- 2014-12-12
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생물의 유전적인 다양성을 유지하는 것은 장래의 농산물과 의약품, 지구환경 보호에 활용될 수 있는 소재를 확보하기 위하여 상당히 중요한 의미를 가지고 있기 때문에, 가축에 관해서도 생체 또는 세포에서의 유전 자원 보존을 적극적으로 실시하고 있다.
특히 돼지의 경우, 정자는 동결보존이 가능하지만, 난자와 배는 동결보존이 어렵기 때문에 세포에서의 유전자원 보존은 지금까지 숫컷에 한해서만 이루어져왔다. 일본에서는 지금까지 성공사례가 없었던 유리화 (결정이 형성되지 않고 무결정의 유리 상태 그대로 고체화되는 현상) 보존 난자로부터 새끼 돼지 생산을 시도하는 연구가 꾸준히 진행되어 왔고, 그 결과 최근에는 초저온 급속 냉동기술을 이용하는 방법을 통해 돼지 난자와 배의 보존도 가능하게 되었다.
생물의 세포를 천천히 냉동시키게 되면 세포내에 작은 빙편이 형성되고 이것으로 인하여 세포가 파괴되기 때문에, 난자 또는 배 세포를 보호하기 위해서는 동결보호제를 처리할 필요가 있다. 이에 비하여, 급속 냉동 보존법은 냉동에 의한 상처와 투명도, 세포질 균열 등의 발생 빈도가 낮은 잇점을 가지고 있다. 또한, 난자와 배는 마이너스 190도씨 이하에서 생명 활동이 정지되기 때문에, 마이너스 196도씨의 액체질소를 이용하여 급속도로 냉동시키는 것이 일반적이다. 난자 또는 배 세포에 고농도의 동결보호제를 포함한 보존액을 처리한 채 그대로 급속 냉동시키면 보존액과 함께 난자 또는 배 세포가 유리화되면서 동결 보존이 가능하게 되는 것이다.
한편, 유리화에 의해 보존된 돼지 미성숙 난자는 가온에 의해 생존력을 회복하게 되는데, 이때 개체 표면을 유리화 처리하여 보존시킨 돼지 미성숙 난자의 가온 온도를 최적화하는데 성공하였다. 가온 플레이트의 설정온도를 종래의 38도씨에서 42도씨로 변경함에 따라 가온 후의 난자 생존률이 20%나 향상된다는 사실을 밝혀냈다. 또한, 42도씨로 가온 처리된 유리화 보존 난자를 39도씨의 배양기내에서 체외 성숙시키고, 수정, 배양하는 경우에, 39도씨로 가온 처리한 경우에 비교하여 배반포기로 발생이 진행되는 비율이 1.6배나 향상되었으며, 이식이 가능한 다수의 배반포 세포를 생산할 수 있다는 사실도 알게 되었다. 이러한 수법을 통해 얻어진 배반포 세포를 엄마 돼지에 이식함으로써, 세계 최초로 유리화 보존 난자로부터 새끼 돼지를 생산하는데 성공하였다 (사진).
이러한 연구 성과를 토대로 앞으로 정자와 함께 난자에 의한 보존도 가능하게 되었다. 또한, 생체와 비교하여 방역상의 위험이 낮고, 적은 노력에 의한 효율적인 보존이 가능하게 되었으며, 이 기술을 이용하므로써 보다 많은 돼지의 유전자원을 보존할 수 있게 되었다. 뿐만 아니라, 육종 개량상의 관점에서도 육종 소재의 선택폭이 더욱 넓어지는 등 많은 장점이 있는 것으로 평가받고 있다.
[용어 해설]
유리화 보존: 고농도의 동결보호제 (에틸렌글리콜, 프로피렌글리콜 등) 를 포함한 유리화 액체를 액체질소 (-190도씨) 에 넣어 급속으로 냉각시킴으로써, 결정이 형성되지 않는 유리화 상태로 만드는 기술이다. 사용할 때에는 가온을 통해 원상태로 되돌릴 수 있기 때문에 융해가 아닌 가온으로 표현한다.
미성숙 난자: 미성숙 난자란 수정 능력을 가지지 못하는 성숙 전의 난자를 말한다. 체외 성숙 배양에 의해 감수분열을 재개시키면, 제 1 극체를 방출하게 되고, 수정 능력을 가지는 성숙난자 (감수분열 제 2분열 중기) 로 된다.
배반포: 포유류의 초기 발생 상태. 즉, 수정 후에 세포분열을 반복하여 새끼의 태반 등을 형성하기 위한 영양막세포로 분화된 상태의 배 (수정란) 를 가리킨다.
이식 (배 이식 또는 수정란 이식) : 대상 동물로부터 회수된 배 또는 체외수정란을 암컷의 자궁에 이식하여 인공적으로 동물 개체를 생산하는 기술이다.
***제공출처: 일본 축산초지연구소 뉴스 (월간 간행물), http://goo.gl/6qnTkB
***제공일자: 2014. 11. 14
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