서울대학교 수의과대학 산과학 연구팀
2009-06-01
김민정 : tinia19
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◆ 여는 글
서울대학교 수의과대학(http://vet.snu.ac.kr/index.jsp)은 동물의 질병을 치료하고 동물과 인간의 건강복지에 기여하며 인간과 동물에 공통적으로 발생하는 질병의 차단 및 동물을 매개로 한 바이오산업을 선도할 수 있는 수의사를 양성하고 관련연구를 수행하고 있습니다. 수의과대학의 산과학 교실은 동물의 암컷과 수컷에서의 번식, 생식기 질병, 임신 및 출산 그리고 신생태아에서 발생하는 정상적 현상과 질병적 상황에 대처할 수 있는 교육을 실시하며, 관련 연구를 수행할 뿐만 아니라 서울대학교 동물병원의 산과에서 관련 진료를 하고 있습니다.
연구측면에서 보면 서울대학교 수의과대학 산과학교실 연구팀은 2005년에 세계 최초의 복제 개 ‘스너피’를 탄생시킨 바 있으며, 체세포 복제 연구를 통한 다양한 생명 공학 분야의 연구를 수행하고 있습니다. 개 복제 연구 이외에 형질전환 복제돼지 (transgenic clone pig)를 이용한 바이오 장기 및 세포치료 연구, 난자의 체외배양과 체외수정, 정액자동분석기(CASA)를 이용한 각종 동물 정액 분석 및 인공수정 등을 통한 보조 생식술 (ART)을 개발하여 이를 교육 및 실제 동물병원 진료에 적용하고 있습니다.
◆ 연구분야
1. 체세포 복제 (Somatic Cell Nuclear Transfer)
1. 체세포 복제 (Somatic Cell Nuclear Transfer)
저희 연구실의 가장 핵심 연구분야로, 체세포 복제 기술은 무한한 응용의 가능성을 지니고 있습니다. 체세포 복제 기술은 난자에서 핵을 제거하고 다른 동물의 체세포를 넣어준 뒤에, 전기자극으로 탈핵 된 난자와 체세포를 전기자극을 통하여 융합시킨 뒤에 대리모에 이식하여 복제 산자를 얻는 기술입니다. 이렇게 생산된 복제 산자는 대리모에서 유래한 미토콘드리아DNA를 가지게 되고, 핵 공여세포와 동일한 게놈 DNA를 가지게 됩니다.
어류 및 양서류에서 동물복제는 이전부터 있어왔습니다. 특히 1952년 Briggs & King은 개구리 복제에 최초로 성공한 바 있습니다. 그러나 포유류의 경우에는 1997년 ‘돌리’ 가 체세포 복제에 의해 태어났습니다. 이후 마우스, 소, 돼지, 양 고양이, 개 및 늑대 등 여러 포유류 종에서 복제가 성공되었습니다. 왼쪽의 사진 은 2007년 Newsweek 지에 소개된 최초로 복제된 동물 종을 보여주고 있습니다. 약 17종이 소개되었는데 이중 서울대학교 연구팀에 의해 성공된 것이 복제 개 ‘스너피’와 복제 늑대 2종이나 될 만큼 이 분야에 있어서는 독보적 연구 성과를 보이고 있습니다.
동물복제 특히 개 복제 분야에 있어서 연구의 역사는 바로 저희 대학의 연구사와 동일합니다. 2005년 복제한 수컷 아프간하운드 '스너피 (Snuppy)'를 시작으로 다양한 품종과 나이에서 얻은 체세포를 이용하여 복제 개를 생산하였고, 멸종위기동물 보존의 측면에서 삽살개와 늑대 복제도 성공하였습니다. 2006년 실험동물모델로 가장 많이 사용되는 비글 복제에 성공하면서 복제 개 연구 분야에 박차를 가하게 되었고, 이를 바탕으로2007년과 2008년에는 세계 최초로 RFP (red fluorescent protein)이 전신에서 발현되는 형질전환 복제 비글을 생산하였습니다.
앞으로 개를 모델 동물로 사용하여 사람의 질병을 연구할 수 있게 되는 날이 앞당겨지기를 기대해 봅니다. 2008년에는 암컷과 수컷의 복제 개 사이의 인공수정을 통하여 정상적인 새끼를 얻음으로써 복제동물의 생식 능력을 검증하였습니다. 한편, 실제 생활에 유용하게 사용되는 개를 복제하는데 성공하여 복제동물의 활용 범위를 넓히는 성과도 있었습니다. 2007년 우수한 능력을 지닌 마약 탐지견을 복제하여 7 마리의 복제동물을 얻었으며, 최근 탐지견 선발 테스트 결과, 부모가 모두 우수한 능력을 지닌 탐지견들 사이에서 태어난 자손보다 체세포 복제된7 마리가 월등히 높은 성적을 내는 것을 확인하였습니다. 2008년에는 냄새를 통해 암세포를 감지해 내는 암탐지견을 복제하여 현재 훈련 중에 있습니다.
한편, 기능 유전체학 연구기법을 통해 배아 및 태아 발생 단계에 있어 중요한 새로운 유전자를 탐색하여 그 기능을 밝히며, 소 및 돼지 등 산업동물의 체외수정란과 핵 이식란에서 발현되는 유전자를 비교, 분석하여 산업동물의 체세포 핵 이식 효율을 증진시키는 연구도 진행 중에 있습니다. 앞으로는 이러한 연구를 바탕으로 이식 효율을 높이는 한편, 형질 전환 기술을 도입하여 인간 질병 연구 및 치료에 기여하고자 합니다.
2. 바이오 장기 및 세포 치료
체세포 핵 이식 기법을 이용하여 사람의 면역 유전자를 가지고 있는 돼지를 체세포 복제 기술을 이용하여 생산해내고 있습니다. 각종 면역 유전학적 기법을 이용해 면역 거부 기전을 규명해내고 최종적으로 이종장기 이식을 사람에게 적용하기 위한 연구가 이루어지고 있습니다.
체세포 핵 이식 기법을 이용하여 사람의 면역 유전자를 가지고 있는 돼지를 체세포 복제 기술을 이용하여 생산해내고 있습니다. 각종 면역 유전학적 기법을 이용해 면역 거부 기전을 규명해내고 최종적으로 이종장기 이식을 사람에게 적용하기 위한 연구가 이루어지고 있습니다.
이종장기 이식 시 이종 장기에 대한 항체가 이식한 돼지 장기의 α-Gal과 결합하여 보체 의존성 세포독성과 급성 거부반응 및 항체 의존성 세포독성을 일으키는 거부반응을 나타내게 됩니다. 이후에는 면역에 관여하는 각종 신호 물질들의 분비가 증가하여 지연된 이종이식 거부반응과 파종성 혈관 장애까지 일으킵니다. 이러한 이식 거부반응을 억제하기 위한 유전 공학적 방법으로는 우선 α Gal을 knock out시키는 방법이 있습니다. 두 번째로는 인간 보체 조절 단백질을 이용하여 보체가 일으키는 혈전증이나 파종성 혈관 장애를 막거나 혈전 조절 물질을 발현하도록 하여 파종성 혈관 장애를 줄일 수도 있습니다. 마지막으로 보호 물질을 발현하게 만들어 세포성 면역을 차단하는 방법이 있습니다. 이종장기 이식 분야에서 면역 거부반응을 억제하기 위한 방법은 주로 장기의 공여자인 돼지에게 항원 발현, 보체 활성화, 응고 기전, 이종 전염병과 관련된 특정 유전자를 넣어주거나 빼주는 등의 유전자 변형방법으로 이루어져 왔습니다. 앞으로는 GalT-KO 돼지에게 여러 개의 유전자를 동시에 넣어주거나 빼주는 방식으로 연구가 진행될 전망입니다.
3. 동물 보조 생식술 개발
저희 연구실에 있는 수의사들은 서울대학교 동물병원에서 임상 진료 업무도 보고 있습니다. 지역 동물 병원에서 소견서를 받아 오시면 저희 의료진의 진료를 받으실 수 있습니다. 진료 업무는 대동물(소, 돼지, 말)과 소동물(개, 고양이)에서 모두 이루어지고 있지만 소동물 진료가 주를 이루고 있습니다. 암캐에서는 자궁축농증, 유선종양, 질탈, 질염 등의 질병을 가진 경우가 많으며, 난산의 치료 및 신생견 케어도 하고, 인공수정 의뢰도 받고 있습니다. 인공수정은 자연교배 시 전염될 수 있는 각종 생식기 질병의 발생을 줄이고 심리적, 생리적 또는 병적인 원인으로 교배가 힘들 경우 실시하게 되고, 호르몬 및 질도말 검사로 교배적기를 판단하여 시술하고 있습니다. 수캐에서는 잠복고환, 고환염 등의 질병을 치료하고 있습니다. 한편, 동물병원 내에 세포치료 및 복제클리닉을 운영하여, 종견과 장기적인 번식을 위한 정액을 동결보관해주는 서비스도 하고 있습니다. 그 밖에 연구실과 연계하여 DNA 검사를 통해 친자를 감별해 주기도 하고 체세포를 떼어 동결보관해주는 서비스도 하고 있습니다.
◆ 연구원 소개
서울대 수의산과 연구실은 두 분 교수님, 조교, 개 연구팀, 돼지 연구팀, 그리고 관리팀으로 구성되어 있습니다.
◆ 저희와 함께 연구하고 싶어하시는 분은…
1) 대학원에 진학하고자 하는 분
위에 소개한 저희가 하고 있는 연구분야에 관심이 있는 분은 서울대학교 대학원 수의학과의 수의 산과학 전공에 지원하여 연구에 참여할 수 있습니다. 일반적인 대학원 지원 자격은 서울대학교 홈페이지를 참고하시면 되고, 수의사가 아니어도 대학원과정 입학할 수 있습니다.
2) 실습을 원하는 분
대학생으로 방학을 이용하여 본 연구실에서 단기간 실습을 할 수 있습니다. 실습을 통하여 자신의 적성과 적절한지를 미리 체험해 볼 수 있습니다. 원하는 분은 교수님께 직접 메일을 보내기 바라며, 원하는 모든 분이 선택되지 않을 수도 있습니다.
대학생으로 방학을 이용하여 본 연구실에서 단기간 실습을 할 수 있습니다. 실습을 통하여 자신의 적성과 적절한지를 미리 체험해 볼 수 있습니다. 원하는 분은 교수님께 직접 메일을 보내기 바라며, 원하는 모든 분이 선택되지 않을 수도 있습니다.
3) 견학을 원하는 분
저희 연구실에서는 중고등학생 및 일반인을 대상으로 부정기적 “바이오 교실”을 운영하고 있습니다. 견학을 원하시는 분은 저희 연구실의 조교 (02-880-8657)에게 가능한 날짜를 문의한 후 서울대학교 수의과대학에 공문으로 요청하면 가능합니다. 견학은 1시간 30분 정도가 소요되며 내용은 동물복제 소개 강의, ‘스너피’와 사진촬영, 연구실 둘러보기 등이 포함됩니다.
저희 연구실에서는 중고등학생 및 일반인을 대상으로 부정기적 “바이오 교실”을 운영하고 있습니다. 견학을 원하시는 분은 저희 연구실의 조교 (02-880-8657)에게 가능한 날짜를 문의한 후 서울대학교 수의과대학에 공문으로 요청하면 가능합니다. 견학은 1시간 30분 정도가 소요되며 내용은 동물복제 소개 강의, ‘스너피’와 사진촬영, 연구실 둘러보기 등이 포함됩니다.
◆ 맺음말
저희 연구실은 4년제 학사학위 취득자 중 TEPS 501점 이상이신 분들은 누구나 지원하실 수 있습니다. 하지만 선배로서 입학에 관심 있는 분들께 저희가 연구하는 분야가 분야인 만큼 생물, 세포분자생물학, 생화학, 유전학, 생물공학 그리고 수의학 전반에 관한 배경지식이 중요하다고 말씀 드리고 싶습니다. 대부분의 대학원이 마찬가지겠지만 예전과 달리 여러 분야에 걸쳐 고른 기초 지식이 굉장히 중요하답니다. 기초지식은 기초로 끝나는 것이 아니라 다음 단계로 넘어가는 중요한 디딤돌 역할을 하기 때문에 관련 분야의 배경 지식을 공부하시면 도움이 될 거라 생각합니다. 그래서 실제로 저희 연구실에서 공부하고 계시는 많은 대학원생 분들도 수의학이나 생물공학 쪽을 전공하시는 분들이 많습니다. 또한 무엇을 공부하시든 목표를 갖고 공부하시라 말씀 드리고 싶습니다. 하얀 눈밭에서 길을 갈 때 멀리 있는 나무를 바라보고 가는 사람이 앞만 보며 똑바로 가서 빨리 도착하는 반면 아무 생각 없이 가면 지그재그로 가기 쉽잖아요. 고등학생 분들은 대학에 가시면 이것저것 많이 경험해 보라고 권해드리고 싶습니다. 아직 뭐가 있는지 또 무엇에 관심이 있는지도 모르니까요. 무한히 열려있는 가능성을 최대한 시험하고 나서 가장 나에게 맞겠다 싶은 분야를 찾으라고 말씀 드리고 싶습니다. 또 관심 분야가 정해지면 관련 연구실에도 미리 나가보면 더 많은 도움이 됩니다.
끝으로 연구실 소개의 기회를 주신 KOSEN 관계자 여러분께 감사의 말씀을 드립니다. 대학원에서 공부를 하다 보면 외부와 단절된 채 다른 사람들은 어떤 공부를 하는지 또 어떻게 살고 있는지를 의식하지 못하는 경우가 많아지는 것 같습니다. 이번에 연구실 소개의 글을 준비하면서 다른 연구실 소개를 읽고 다른 분들이 어떤 연구를 하는지 알게 되었습니다. 많은 다른 분들도 저희 연구실에서 하는 일과 사진들을 감상하시며 잠시나마 쉬어갈 수 있었으면 좋겠습니다.
◆ 서울대 수의과대학 산과학 교실과의 연락
주소: 서울특별시 관악구 신림9동 관악로 599 서울대학교 수의과대학 85동 622호 151-742
전화: 02-880-1296
Fax: 02-873-1269
Email: bclee@snu.ac.kr (이병천 교수님) snujang@snu.ac.kr (장구 교수님)
글쓴이: 박솔지, 김민정
전화: 02-880-1296
Fax: 02-873-1269
Email: bclee@snu.ac.kr (이병천 교수님) snujang@snu.ac.kr (장구 교수님)
글쓴이: 박솔지, 김민정
