맨위로가기

체세포

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
목차

1. 개요

체세포는 다세포 생물의 신체를 구성하는 세포로, 발생, 유전학, 복제, 유전자 편집, 세포 노화, 바이오뱅킹 등 다양한 측면에서 연구된다. 체세포는 염색체를 포함하며, 이배체 상태를 갖는 경우가 많다. 최근에는 체세포 핵치환 기술을 통해 동물을 복제하는 연구가 진행되었으며, 유전자 편집 기술을 통해 체세포의 유전자 조작이 가능해졌다. 또한, 체세포는 바이오뱅킹을 통해 유전 물질을 보존하는 데 활용되기도 한다.

더 읽어볼만한 페이지

  • 세포 - 세포질
    세포질은 핵을 제외한 세포 내부를 채우는 물질로, 세포질 기질, 세포소기관, 세포질 내포물로 구성되어 세포 형태 유지, 항상성 유지, 세포소기관 지탱, 물질대사 관련 물질 저장 등의 기능을 수행하며 액체 또는 젤 형태를 띤다.
  • 세포 - 베타 세포
    베타 세포는 췌장의 랑게르한스 섬에 있는 세포로, 인슐린과 아밀린을 합성, 저장, 분비하여 혈당 조절에 기여하며, 기능 부전 시 당뇨병 발병에 영향을 미친다.
  • 유전학 - 우생학
    우생학은 인간의 유전적 특질 개선을 목표로 19세기 후반 골턴에 의해 체계화되었으며, 긍정적·부정적 방식으로 전개되었으나, 나치 독일의 인종정책과 결부되어 비판받으며 쇠퇴하였지만, 현대 사회에서도 유전자 선별과 관련된 논쟁이 지속되고 있다.
  • 유전학 - 행동유전학
    행동유전학은 행동에 영향을 주는 유전적 요인과 환경적 요인을 연구하는 학문으로, 프랜시스 골턴의 연구에서 시작되었으나 우생학 논란을 겪었으며, 가족 연구, 쌍둥이 연구 등을 통해 발전해 왔지만 사회적 논쟁과 방법론적 한계에 대한 비판도 존재한다.
체세포
세포 정보
정의생물의 몸을 구성하는 모든 생물학적 세포
어원그리스어 σῶμα(sôma, 몸)
관련 용어Somatic (biology)

2. 발생

다세포성이 여러 번 진화했다고 여겨지는 것처럼, 불임 체세포도 그러했다.[3] 불멸의 생식세포계열이 특수화된 체세포를 생성하는 진화에는 죽음의 출현이 포함되며, 가장 단순한 형태로 볼복스 조류에서 볼 수 있다.[4] 불임 체세포와 생식세포계열 사이에 분리가 있는 종을 바이스만적이라고 한다. 바이스만적 발생은 비교적 드물다(예: 척추동물, 절지동물, ''볼복스''). 많은 종들이 체세포 배 발생 능력을 가지고 있기 때문이다(예: 육상식물, 대부분의 조류, 그리고 수많은 무척추동물).[5][6]

3. 유전학 및 염색체

모든 세포와 마찬가지로 체세포는 염색체에 배열된 DNA를 포함하고 있다. 체세포가 쌍으로 배열된 염색체를 포함하는 경우, 이를 이배체(diploid)라고 하며, 그 생물체를 이배체 생물이라고 한다. 이배체 생물의 배우자는 쌍을 이루지 않은 단일 염색체만을 포함하며, 반수체라고 한다. 각 염색체 쌍은 아버지에게서 물려받은 하나의 염색체와 어머니에게서 물려받은 하나의 염색체로 구성된다. 인간의 경우, 체세포는 23쌍으로 구성된 46개의 염색체를 포함한다. 반면에, 이배체 생물의 배우자는 염색체 수가 절반인데, 인간의 경우 23개의 쌍을 이루지 않은 염색체이다. 수정 과정에서 두 개의 배우자(즉, 정자와 난자)가 만나면 융합되어 접합자를 만든다. 두 개의 배우자가 융합하여 인간 접합자는 46개의 염색체(즉, 23쌍)를 포함하게 된다.[4]

많은 종의 체세포는 염색체가 4개("사배체(tetraploid)") 또는 6개("육배체(hexaploid)")로 배열되어 있다. 따라서 이들은 이배체 또는 심지어 삼배체 생식세포를 가질 수 있다. 그 예로 현대 재배 밀 종인 ''Triticum aestivum L.''이 있는데, 이는 육배체 종으로 체세포에 모든 염색분체의 6개의 복사본을 포함하고 있다.

자발적 돌연변이의 빈도는 같은 개체의 체세포 유형보다 고등 동물 수컷의 생식세포에서 현저히 낮다.[7] 암컷 생식세포 또한 해당 체세포보다 낮고 수컷 생식세포와 유사한 돌연변이 빈도를 보인다.[8] 이러한 결과는 생식세포에서 체세포보다 자발적 돌연변이의 초기 발생을 제한하는 더 효과적인 메커니즘을 활용하기 때문으로 보인다. 이러한 메커니즘에는 잠재적으로 돌연변이를 일으킬 수 있는 DNA 손상을 대부분 개선하는 DNA 복구 효소의 수준 향상이 포함될 가능성이 높다.[8]

4. 복제

체세포 핵치환의 개략도. 이 기술은 유기체의 복제 또는 치료 의학에 사용되었다.


최근 몇 년 동안 포유류에서 전체 유기체를 복제하는 기술이 개발되어 동물의 거의 동일한 유전적 복제체를 생산할 수 있게 되었다. 이 방법 중 하나는 "체세포 핵치환"이라고 하며, 일반적으로 피부 세포인 체세포에서 핵을 제거하고, 이 핵을 유전 물질이 제거된 같은 종의 난자에 주입한다.[9] 난자는 정확한 양의 유전 물질(2배체 수의 염색체)을 포함하고 있기 때문에 수정될 필요가 없다. 이론적으로 이 난자는 같은 종의 동물의 자궁에 착상시켜 발달시킬 수 있으며, 결과적으로 태어나는 동물은 핵을 채취한 동물과 거의 유전적으로 동일한 복제체가 된다. 유일한 차이점은 난자에 남아 있는 미토콘드리아 DNA에 의해 발생하는데, 이는 핵을 기증한 세포와 다르다.

이 기술은 지금까지 문제가 많았지만, 돌리(1996년 7월 5일 – 2003년 2월 14일)[10] 과 최초의 복제 개인 스너피(2005년 4월 24일 – 2015년 5월)[11] 와 같이 몇 가지 주목할 만한 성공 사례가 있었다.

4. 1. 대한민국에서의 체세포 복제 연구



최근 몇 년 동안 포유류에서 전체 유기체를 복제하는 기술이 개발되어 동물의 거의 동일한 유전적 복제체를 생산할 수 있게 되었다. 이 방법 중 하나는 "체세포 핵치환"이라고 하며, 일반적으로 피부 세포인 체세포에서 핵을 제거하는 것을 포함한다. 이 핵에는 그것이 제거된 유기체를 생산하는 데 필요한 모든 유전 정보가 들어있다. 그런 다음 이 핵을 자신의 유전 물질이 제거된 같은 종의 난자에 주입한다.[9] 이제 난자는 정확한 양의 유전 물질(2배체 수의 염색체)을 포함하고 있기 때문에 수정될 필요가 없다. 이론적으로 이 난자는 같은 종의 동물의 자궁에 착상시켜 발달시킬 수 있다. 결과적으로 태어나는 동물은 핵을 채취한 동물과 거의 유전적으로 동일한 복제체가 된다. 유일한 차이점은 난자에 남아 있는 미토콘드리아 DNA에 의해 발생하는 것인데, 이는 핵을 기증한 세포와 다릅니다. 실제로 이 기술은 지금까지 문제가 많았지만, 돌리(1996년 7월 5일 – 2003년 2월 14일)[10] 과 최근에는 최초의 복제 개인 스너피(2005년 4월 24일 – 2015년 5월)[11] 와 같이 몇 가지 주목할 만한 성공 사례가 있었다.

5. 유전자 편집

CRISPR 기반 유전자 편집 기술 개략도


생명공학의 발전으로 만성 질환 모델링이나 질병 예방을 위해 체세포의 유전자 조작이 가능해졌다.[14][15] 현재 유전자 편집의 두 가지 주요 방법은 TALENs 또는 CRISPR을 사용하는 것이다.

체세포 유전자 공학은 일부 논란을 야기했지만,[16] 인간 유전자 편집에 관한 국제 정상회담은 체세포 유전자 변형을 지지하는 성명을 발표했는데, 그 이유는 체세포 변형이 자손에게 유전되지 않기 때문이다.[17]

6. 세포 노화

포유류에서 높은 수준의 세포 DNA 복구 및 유지 보수는 초기 삶에 유익한 것으로 보인다. 그러나 뇌 및 근육 세포와 같은 일부 세포 유형은 초기 발생 과정에서 유사분열 세포 분열에서 유사분열 후(비분열) 상태로 전환되며, 이 전환은 DNA 복구 능력의 감소를 수반한다.[18][19][20] 이러한 감소는 이전에 DNA 복구뿐만 아니라 DNA 복제와 세포 분열에 사용되었던 세포 자원을 더 중요한 신경 및 근육 기능으로 전환할 수 있도록 하는 진화적 적응일 수 있다. 이러한 감소의 영향으로 DNA 손상이 증가하여 축적되어 세포 노화에 기여할 가능성이 높다.

7. 바이오뱅킹

동물 유전자원의 냉동보존은 감소하는 생태계 생물다양성에 대응하여 동물 유전 물질을 보존하는 수단이며, 체세포는 바이오뱅킹(biobanking) 활동을 통해 수집된다.[12] 생물 개체군이 감소하면 유전적 다양성도 감소하여 종의 장기적인 생존 가능성이 위협받는다. 바이오뱅킹은 생물학적으로 생존 가능한 세포를 장기간 보관하여 나중에 사용하기 위한 목적으로 활용된다. 체세포는 유도만능줄기세포(iPSCs)로 재프로그래밍하여 나중에 생존 가능한 생식 세포로 분화될 수 있다는 기대를 받으며 저장된다.[13]

참조

[1] 서적 Biology https://archive.org/[...] Pearson Benjamin Cummings
[2] 간행물 Petrographic analysis of URL-2 and URL-6 special thermal conductivity samples. 1985
[3] 논문 The Evolution of Multicellularity: A Minor Major Transition? https://www.annualre[...] 2007-12-01
[4] 논문 Evolution of reproductive development in the volvocine algae 2011-06-01
[5] 서적 Evolution, 3rd edition. Blackwell Publishing
[6] 웹사이트 The evolutionary-developmental origins of multicellularity https://web.archive.[...]
[7] 논문 Mutation frequency declines during spermatogenesis in young mice but increases in old mice 1998-08-01
[8] 논문 Enhanced genetic integrity in mouse germ cells 2013-01-01
[9] 논문 Somatic cell nuclear transfer: origins, the present position and future opportunities 2015-10-19
[10] 웹사이트 The Life of Dolly Dolly the Sheep https://dolly.roslin[...] 2023-12-09
[11] 논문 Birth of clones of the world's first cloned dog 2017-11-10
[12] 논문 Resurrecting biodiversity: advanced assisted reproductive technologies and biobanking https://raf.bioscien[...] 2022-07-01
[13] 논문 Poultry genetic heritage cryopreservation and reconstruction: advancement and future challenges 2022-10-09
[14] 논문 Somatic genome editing with CRISPR/Cas9 generates and corrects a metabolic disease 2017-03-01
[15] 웹사이트 NIH Commits $190M to Somatic Gene-Editing Tools/Tech Research https://www.genengne[...] 2018-07-05
[16] 웹사이트 Ethical Controversies and Challenges in Human Genome Editing. International Medical Journal EBSCOhost https://openurl.ebsc[...] 2024-06-20
[17] 웹사이트 Why Treat Gene Editing Differently In Two Types Of Human Cells? http://www.iflscienc[...] 2018-07-05
[18] 논문 Low level of U.V.-induced unscheduled DNA synthesis in postmitotic brain cells of hamsters: possible relevance to aging 1981
[19] 논문 Developmental decline in DNA repair in neural retina cells of chick embryos. Persistent deficiency of repair competence in a cell line derived from late embryos 1977-07-01
[20] 논문 Age-related loss of DNA repair synthesis in isolated rat myocardial cells 1975-12-01
[21] 서적 岩波生物学辞典 第4版 岩波書店 1996-03-21


본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com