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인간의 영원한 동반자 ‘강아지’, 장수(張數)의 초석 찾았다

▷ 서울대 수의학부 연구팀, 세계 최초로 '개 후성유전체 지도' 작성
▷ 서울대 기계공학 연구팀, '종이접기 DNA 나노구조체 기술' 개발

입력 : 2023.07.06 10:30 수정 : 2023.07.06 13:07
인간의 영원한 동반자 ‘강아지’, 장수(張數)의 초석 찾았다 (출처 = 클립아트코리아)
 

[위즈경제] 김영진 기자 = 서울대학교 수의학부 조제열 교수 연구팀이 세계 최초로 개 후성유전체 지도를 작성했습니다. 과학기술정보통신부의 기초연구사업(바이요의료기술개발사업-차세대응용오믹스 사업 및 선도연구센터) 등의 지원으로 수행한 이번 연구성과는 국제적으로 저명한 학술지 사이언스 어드밴시스’(Science Advances)’에 게재 승인되었는데요.

 

과기정통부의 설명에 따르면, 후성유전체는 유전체가 작동하도록 조절하는 다양한 기능의 표지를 의미합니다. 육체를 구성하고 있는 세포, 이 세포를 움직이는 유전체가 자동차라면, 후성유전체는 운전자와 같습니다. 어떤 차를 어떻게 운전하느냐에 따라 그 결과가 달라지는데요.

 

후성유전체의 제어에 따라 유전체는 피부, 신경, 면역 등 다양한 종류의 세포로 변할 수 있습니다. 이른바 유전체의 컨트롤타워인 셈입니다.

 

개의 후성유전체 지도를 작성했다는 건, 개의 후성유전체가 어떠한 역할을 하고 있는지 파악할 수 있는 기반을 마련했다고 볼 수 있습니다. 개 후성유전체 지도의 가장 큰 성과는 환경적 영향입니다.

 

 

개의 후성유전체 지도 (출처 = 과학기술정보통신부)

 

 

개는 인간과 가장 친숙한 동물로서, 인류사 오랜 기간 동안 생활 환경을 공유하고 있습니다. 음식, 생활 패턴, 감염 요소 등 인간 삶의 환경을 직, 간접적으로 함께하고 있는데요. 문제는 이러한 개가 환경에 의해 어떠한 영향을 받는지에 대한 연구가 부족하다는 겁니다.

 

이를 타개할 수 있는 요소가 바로 개의 후성유전체 지도입니다. 유전체가 환경적 요인에 그다지 민감하지 않은 반면, 후성유전체는 환경요인을 잘 반영합니다. 게다가, 개는 인간에 비해 수명이 짧고 생체 시계가 빠릅니다.

 

과기정통부의 설명에 따르면, 개는 같은 환경적 위험요소들에 노출될 시 인간보다 빠르게 반응하여, 인간에게 미리 위험을 알리는 보초자 역할을 할 수 있으며, 이때도 후성유전체는 가장 민감하게 반응하는 요인 중 하나라는 겁니다.

 

개의 후성유전체를 이해할 수 있다면, 개의 다양한 품종과 행동학적 특성은 물론 유전성 질환, 암과 같은 심각한 질병까지 파악할 수 있는 중요한 정보를 얻게 되는 셈입니다.

 

서울대학교 수의과대학 조제열 교수팀은 개의 주요 11개 조직(대뇌, 소뇌, 유선, , , 위장, 비장, 췌장, 신장, 결장, 난소)에 대해 후성유전체 데이터의 생산 및 분석을 수행한 뒤, 이를 기반으로 개의 유전체에 대한 종합적인 후성유전체 기능 표준지도를 작성했습니다.

 

이에 따라, 개가 갖고 있는 다양한 조직의 생물학적 기능, 유전자의 세포 및 조직 특이성, 환경요인에 의한 유전자 활성 조절 이상과 질병 발생 등에 대한 새로운 이해를 제공할 수 있게 되었으며, 개의 후성유전체가 쥐의 후성유전체보다 더 가깝다는 등의 사실도 발견할 수 있었습니다.

 

조제열 교수 曰 작성된 후성유전체 지도는 다양한 개의 품종과 유전체 연구, 암과 질병 연구, 그리고 종간 비교를 통한 비교의학 연구 등에 광범위하게 활용될 수 있으며, 건강과 질병 유전체의 깊은 해석 및 이해를 통한 동물과 인간의 생명 과학 발전에 이바지할 수 있게 되었다

 

# DNA 나노구조체, 종이처럼 접을 수 있다?

 

한편, 서울대학교 기계공학부 교수 연구팀은 하나의 DNA 구조체를 다양한 모양으로 접거나 펼 수 있는 DNA 나노기술 개발에 성공했습니다.


 

DNA 와이어프레임 종이접기 기술 (출처 = 과학기술정보통신부)

 

 

 이번 연구 역시 과기정통부의 지원(과학난제도전 융합연구개발사업)으로 수행되었으며, 그 성과는 국제학술지 네이처의 표지논문으로 게재되었습니다.

 

DNA 기능성 나노구조체는 외부 자극에 의한 형상 변화를 통해 특정 기능의 발현을 제어할 수 있습니다. 신체에 들어오는 외부 자극에 DNA 나노구조체가 모습을 바꿈으로써 특별한 결과를 낳는 셈인데요.

 

이 기능성 나노구조체는 약물전달, 분자진단 등 다양한 분야에 활용될 수 있는데, 이 중심에 있는 기술이 ‘DNA 나노기술입니다. 나노구조체의 자기조립 성질을 이용하여 원하는 형상과 물성을 가지는 구조체를 높은 정밀도로 제작할 수 있는데요.

 

기존의 DNA 나노기술은 단순한 변형과 제한적 기능 구현만 가능했습니다. 다양한 모양으로 변할 수 있는 다중 변형 작동 원리가 부재했기 때문인데요. 이에 서울대 연구팀은 종이접기 원리에 착안한 새로운 방법을 제안했습니다.

 

종이접기 형태에 따라 DNA를 배열한 2차원 격자 형태의 구조를 만들고, 원하는 부분의 접힘과 펼침을 선택적으로 조절하는 겁니다. ‘DNA 와이어프레임 종이를 통해 마치 종이접기를 하듯이, 다양하게 접거나 펼 수 있는 건데요.

 

과기정통부는 접히는 부분의 강성을 최적화하여 구조적으로 안정화하면서도 높은 성공률로 접고 펼 수 있게 DNA 와이어프레임 종이를 설계하는 것이 연구팀이 개발한 독보적인 기술이라며, 다양한 마이크로 리보핵산(RNA)의 검출이 동시에 가능한 센서로의 활용 가능성을 보여주었다고 설명했습니다.

 

참고로 마이크로 리보핵산이란, 유전자들이 정상적으로 작동하도록 변이 단백질을 통제하는 기능을 갖는데, 유전자를 조절하고 세포의 다양한 기능 발현에 관여하는 중요한 분자입니다. 아울러, 과기정통부는 본 연구에서 개발된 설계 및 제작 기술은 분자진단을 위한 나노센터, 약물전달을 위한 나노로봇과 같은 나노바이오 분야에서 큰 파급효과가 있을 것으로 기대된다고 덧붙였습니다.

 

김도년 서울대학교 기계공학부 교수 曰 본 연구는 종이접기 기술을 나노크기에서도 적용할 수 있는 가능성을 보여준 연구로, 추후 3차원 구조체의 설계로 기술이 확장, 개발된다면 기존 단일 자극에 대한 제한적 기능을 가지는 나노구조체의 한계를 뛰어넘어 다양한 자극에 반응해 여러 기능을 수행할 수 있는 다기능성 나노구조체 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대한다

 

 
김영진 사진
김영진 기자  jean@wisdot.co.kr
 

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자유민주국가 대한민국의 국회의원이라는 집단은 국민의 소리를 경청하고 모두가 각자의 자리에서 행복하게 살 권리를 보장해 주는 일을 하라고 국민들의 피묻은 돈을 매달 따박 따박 받아 누리면서 왜! 어느 이기적인 한 단체의 광란에 합류하여 최중증발달장애인과 그 가족의 눈에 피눈물을 흘리게 하는것입니까? 모두 알고 있죠! 그들과 정치인들은 말한마디 못하고 똥.오줌도 못가리고 병원진료도 거부받는 천방지축 날뛰는 우리 최중증발달장애인들을 말이 좋지 지원주택이요? 그곳에서 어떻게 살아가라는 겁니까? 지금의 거주시설에서 처럼 즐겁게 모든것을 누리며 살게 할수있습니까? 아무런 대책도 없이 그저 뱉은말 이행하여 자신의 명예와 권력과 이권을 쟁취하려는 것 말고는 최중증발달장애인의 고통과 처참한 삶은 단 1도 알고 싶지 않은 당신들! 천벌을 받을것입니다!

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엄마아빠 말은 안들어도 시설의 교사말은 듣고 식사하기ᆢ산책ᆢ수영 옷쇼핑 모두 참여합니다 ㆍ 우리 부모들이 상복을 입는 이유 의미는 시설없어지면 다 죽는단 뜻이지 과장이 아닙니다 20년을 특수교육시켜서 돌봄은 가능한상태지만 자립까지 가능하다면 발달장애인이 아니죠 시설 대기자 부모님들의 참혹한 원망의 한숨소리 ᆢ자살한 그분들의 슬픈 한이 안보이시나요 ㅜ

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거주시설의 종사자 분들을 뵐때면 정말 고개가 절로 숙여집니다. 활동지원사 와는 비교도 안되는 최중증장애인을 대하는 태도와 마인드 그리고 사명감! 우리 최중증발달장애인과 그 가족들은 이웃과 또 사랑하는 가족들과 함께 살아보려고 무던히도 애써왔지만 이웃이..사회가..거부했고 따가운 시선으로 어떠한 문제가 발생하면 모든것을 우리 최중증발달장애인에게 덮어 씌우고 탓을하고 ..혀를 차며 벌레보듯 했고.. 결국 이웃이 사회가 나라가 더불어 살수 없게 해 놓고선.. 인간답게 더불어 살아야 한다며 자립을 하라고요? 지나가는 개가 웃습니다! 너무 잘나고 귀하신 국회의원님들.시의원님들 한번 우리와 똑 같이 살아보시죠! 시설을 더 확충해도 모자랄 판에 패쇄요? 같은말 반복하려니 정말이지 힘이 듭니다ㅠㅠ 거주시설은 가장 안전하고 진정한 삶을 누리며 사람답게 살수 있는 두번째 보금자리 입니다!!!

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시설에 있는 장애인은 대부분이 자립불가능한 중증발달장애인입니다 지적능력이 2살정도인 장애인이 어떻게 스스로 판단하고 삶을 영위하라는건지~~ 아무런 전문적인 지식과 경험이 없는 활동지원사에게 목숨을 맡기고 고립된 주택에서 방임 학대하도록 하는것인지 늙고 병든 부모들이 오늘도 거리에서 상복을 입고 피눈물을 흘려야만 하는 야만적 현실이 개탄스럽습니다

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다양성의 가치가 존중되는 2024년에 구시대적인 교육청 인사들의 인식이 아쉬울 뿐입니다. 저런 인식을 가진 사람들이 교육정책을 추진하며, 자의적 해석으로 유아교육, 유아특수교육을 퇴보시키고 있습니다

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중증 발달장애인 탈시설 및 지역사회 자립은 탁상행정입니다. 실상을 모르니까 탈시설이라는 말을 쉽게 하는 겁니다. 최소한의 신변 처리도 어려운 중증 장애인들에게 거주시설은 가장 안전하고 합리적인 삶의 자리입니다.

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일반 성인에 비해 평균수명이 현저히 낮고, 사고발생율이 50% 더 높은 발달장애인의 경우 재난에는 특히 더 취약하여 자립지원주택에서는 생존의 위협을 받을 수 있다”며, “특히, 건강관리가 제대로 이루어지지 않아 질병에 노출된 이들을 의료 인력이 충분한 중증장애인 요양시설에서 편안히 거주하게 해야 한다”