‘황우석 쇼크’가 한국인을 과학자로 만든다

황우석 교수팀의 배아줄기세포 진위논란이 장기화되고 있는 과정에서 국민들은 언론보도에나타나는 각종 과학적 용어 때문에 더욱 혼란스러워 하고 있다. 더욱이 진위논란을 제대로 알려면 낯선 생명공학용어를 이해해야 하기 때문에 국민의 고충은 이만저만이 아니다. 연합뉴스가 정리한 용어 설명을 소개한다

편집자

@ 난자

   여성은 출생시 평생 지닐 모든 난자를 가지고 태어난다. 최근 황우석 줄기세포연구와 관련 일부에서는 난자를 제공하면 임신을 하지 못한다는 이야기가 전해졌는데 이는 사실이 아니다. 남자를 제공했드라도 다음에 얼마던지 임신을 할 수가 있다.
   여성이 사춘기에 도달하면 호르몬의 영향을 받아 주기적으로  1개의 난자가 성숙된다.  일반적으로 28일을 주기로 양쪽의 난소에서 교대로 1개씩의 난자를 만들어 낸다. 1개의 제1난모 세포(2n)는 배란 36-48시간 전에 이형 분열의 결과 제2난모 세포(n)와 제1극체(n)를 만들고, 이들은 수정이 되면 동형분열을 거쳐 각각 난세포(n)와 제2극체(n)로 되는데, 난세포는 성숙하여 난자(n)로 된다. 결국 1개의 제1난모 세포에서는 1개의 난자와 3개의 극체가 만들어지며, 이 때 생긴 3개의 극체가 만들어지며, 이때 생긴 3개의 극체는 퇴화되어 없어진다. 여성은 사춘기 이후부터 폐경기까지 평균 월1회에 1개씩의 난자밖에 생성하지 않는다. 대부분의 여성이 평생 동안 배출되는 난자는 약 400개이며, 그 크기는 400㎛ 정도이다.(약 32년 동안 4주에 한 번 꼴의 임신기회를 가진다).

@체세포 (somatic cell)

   생물체를 구성하고 있는 생식세포 이외의 세포. 생식세포와 대응된다. 다세포생물에서는 개체발생이 시작되어 세포수가 증가하면 몸을 구성하는 세포계와 생식세포를 형성하는 세포계로 나뉜다. 뒤의 것은 난자·정자 등 자손에게 전해지는 세포가 된다. 그러나 앞의 것은 몸의 여러 가지 조직기관을 구성하는 세포로 분화하는데, 이들을 총칭하여 체세포라 한다. 일반적으로 체세포의 염색체는 언제나 2배성이고 유사분열로 증식하지만, 생식세포는 감수분열로 반수의 염색체를 지닌 배우자가 된다.

@ 인간배아복제

   사람의 정자와 난자의 수정을 통하지 않고, 인공으로 수정란을 분할하거나 혈액·살점 등의 체세포만을 이용해 사람의 난자에 핵이식하여 복제해낸 배아. 이 기술을 이용하면 체세포만으로도 자신과 닮은 개체를 만들어 낼 수 있어 결국 복제인간의 탄생도 가능하게 되었다.
   2001년 9월까지는 전세계적으로 몇몇의 동물복제가 성공한 사례는 있었지만, 인간배아복제는 연구단계에만 머물렀을 뿐 성공하지 못했다. 복제동물은 1997년 영국 로슬린연구소가 양의 체세포를 복제해 탄생시킨 ＜돌리＞가 처음이다. 그 뒤 영국·미국·일본·뉴질랜드에 이어 한국에서도 서울대학교 황우석 교수팀이 국내 최초로 체세포를 이용해 복제젖소 ＜영롱이＞를 탄생시키는 등 이미 여러나라에서 동물복제에 성공하였다.

 
   그러나 2004년 2월 미국 과학잡지 《사이언스》는 한국의 서울대학교 황우석·문신용 교수연구팀이 세계 최초로 인간의 체세포 핵을 여성 난자에 이식시켜 인간배아 줄기세포를 만들어 냈다고 발표했다. 이 연구팀은 사람의 체세포 핵을 떼어 낸 뒤, 핵을 떼어낸 여성 난자에 주입하고 전기자극을 가해 하나로 융합시켰다. 이렇게 융합한 세포를 시험관에서 4~5일 동안 배양하여 인간배아 줄기세포를 얻어냈다.
   그 동안 난치병 치료용 줄기세포 연구는 동물의 난자에 환자의 핵을 이식하여 줄기세포를 얻는 방식으로 진행되어 많은 문제가 제기되어 왔다. 그러나 이 연구팀이 사람 사이의 핵이식 방식으로 인간배아 줄기세포를 얻어냄으로써 윤리문제와 이식거부반응을 동시에 해결한 것으로 평가된다.
   이 인간배아 줄기세포를 이용해 신경세포를 만들어냄에 따라 이식거부반응이 전혀 없는 세포를 얻어 파킨슨병, 뇌졸중, 치매 등의 신경계 질환 치료에 획기적인 계기가 될 것이며, 이 기술을 응용해 다른 기술로 분화시키면 심장병, 당뇨병, 관절염 치료에도 계기가 마련될 전망이다. 한편 이 기술은 복제된 배아를 여성 자궁에 착상시킬 경우 곧바로 복제인간이 될 수 있기 때문에 또 다른 윤리문제를 안고 있다.

@ 줄기세포(stem cell)

  줄기세포란 신체 내에 있는 모든 세포나 조직을 만들어 내는 기본적인 세포를말한다. 줄기세포는 자체는 아직 분화가 결정되지 않은 `미분화 세포’다.즉 난자와 정자가 수정돼 처음 생긴 수정란은 분열을 거듭하고 세포수가 많아지게 되는데 이 과정에서 어떤 세포가 다리가 되는지, 뇌는 어떤 세포인지 등이 정해지지 않은 시기를 말한다. 이게 결정돼 특정한 세포로 진행될 때 이를 분화라고 한다.
  우리 몸의 근육·뼈·내장·뇌·피부 등 신체 각 기관조직으로 전환될 수 있는분화능력을 가진 줄기세포는 사람의 배아를 이용해 만들 수 있는 `배아줄기세포(복수기능 줄기세포)’와 혈구세포를 끊임없이 만드는 골수세포와 같은 ‘성체줄기세포(다기능 줄기세포)’로 나뉜다.

@ 배아줄기세포

   배아줄기세포에서 `배아(embryo)’는 생식세포인 정자와 난자가 만나 결합된 수정란을 의미하며 일반적으로 수정된 후 조직과 기관으로 분화가 마무리되는 8주까지의 단계를 가리킨다.배아는 보통 5-7일 동안 세포분열을 거쳐 100-200여개의 세포로 구성된 `배반포기배아(blastocyst)’로 발생돼 자궁에 착상하게 되며 계속해서 세포분열과 분화 과정을 통해 인간 개체로 발생하게 된다.
   배아줄기세포는 착상 직전 배반포기배아나 임신 8-12주 사이에 유산된 태아에서추출한 줄기세포를 의미하는 것으로, 인간으로 발생하는 세포이기 때문에 인체를 구성하는 모든 세포로 분화가 가능하다.이 과정에서 줄기세포의 분화를 억제시켜, 210여개 장기로 발달할 수 있는 능력을 가진 원시세포를 유지시켜 준 상태를 배아줄기세포주(Stem Cell line)라고 한다.

@ 성체줄기세포

   성체줄기세포는 배아줄기세포와 달리 사람의 피부나 골수, 탯줄혈액(제대혈) 등에서 얻을 수 있다. 성체줄기세포는 혈액을 구성하는 백혈구나 적혈구 세포처럼 정해진 방향으로만분화하는 특성이 있다는 게 과학자들의 설명이다.하지만 최근에는 뇌에서 채취한 신경 줄기세포를 근육세포, 간(肝)세포, 심장세포로 전환할 수 있음이 알려지면서 성체줄기세포를 이용해 다양한 질병을 치료할 가능성도 밝혀지고 있다.
   성체줄기세포를 이용한 임상시험은 척수마비환자 등을 대상으로 활발히 진행되고 있다. 임상실적만 놓고 보면 배아줄기세포에 비해 훨씬 앞서가고 있는 형국이다.특히 성체줄기세포는 면역거부반응 문제를 어느 정도 해결한 데다 안전성 측면에서도 큰 문제가 없어 앞으로 임상적용이 더 확산될 전망이다. 그러나 성체줄기세포는 줄기세포만큼 오래 살아있지 못하는 데다 채취되는 양이매우 적어 실험실에서 수많은 계대배양을 통해 증식을 유도해야 하는 단점 때문에임상에서 성공을 장담하기 어렵다는 주장도 있다. 반면 배아줄기세포는 그 수가 충분하기 때문에 몇 번의 배양만으로도 충분한 개체를 확보할 수 있다.

@ 테라토마(Teratoma)

   테라토마는 비정상적으로 분화된 세포를 말하는데 종양학에서는 `기형종’이란의미를 가지고 있다.보통 암의 경우는 외형상 혹처럼 보이지만 테라토마는 손톱이 나기도 하고, 털이 생기기도 하는 등 기형적 형태로 관찰된다.줄기세포의 경우 무한정 증식하는 암과 같은 특성을 갖고 있기 때문에 이를 면역결핍증상을 유발한 쥐(스키드마우스)에 주입하면 테라토마가 만들어져야 정상이다.
   보통 실험에서는 스키드마우스에 줄기세포를 주입한 뒤 약 100일 정도를 관찰하면 된다. 황 교수팀의 2005년 논문에는 2~4번 줄기세포의 테라토마 사진이 올라 있다.

@ 스테이닝

   스테이닝은 테라토마 조직이나

줄기세포 DNA를 화학물질로 염색해 사진을 찍는일을 말한다. 쉽게 말해 사진 촬영을 위한 염색 작업으로 보면 된다.황 교수팀의 논문에는 2, 3번 줄기세포의 스테이닝 사진, 부속서에는 2~12번 11개의 줄기세포 스테이닝 사진이 각각 실려 있다.

@ 계대배양

   보통 실험실에서 세포를 배양할 때는 원래 배양접시에 있던 모세포에서 세포를떼어내 새로운 배양접시에서 배양하는 방법으로 세포를 증식시킨다. 이처럼 세포를 떼어 낸 다음 1차, 2차, 3차 등의 식으로 배양하는데 이를 `계대배양’이라고 한다. 황 교수팀의 경우 5~6일마다 계대배양을 한 것으로 알려지고 있다.하지만 대부분의 세포들은 계대배양을 계속할 경우 어느 정도 배양이 되다가 더이상 증식되지 않고 죽게 된다.즉 생명이 유한한 것처럼 대부분의 세포는 무한정 계대배양할 수 있는 것이 아니라 어느 정도 이상 계대배양이 되지 않는 것이다.
   그러나 일부는 계속해서 계대 배양할 수 있는 세포가 생기기도 하는 데 이러한세포를 세포선(cell line)이라고 부른다. 이들 세포주나 세포선들은 상업적으로 판매되기도 하며 시험관에서 계속 배양이 가능하다.