눈(眼)은 우리 신체 중에서 단순하게 생겨보이지만 가장 복잡한 기능을 하는 신체기관 중 하나다.복잡한 신경조직으로 연결된 눈은 시신경 상피세포가 망막, 망막색소상피세포층, 섬모체 3개 구획으로 나뉘면서 시작된다. 망막 가장 바깥부분에 있으면서 망막의 발달에 관여하는 망막색소상피세포와 홍체와 연결된 섬모체는 망막에 비해 성장속도가 느리다. 김진우 카이스트 생명과학과 교수팀은 눈 성장을 조절하는 유전자를 발견하고 이 유전자가 각 구획별로 발달 속도에 차이를 나게 만든다는 사실을 규명했다고 17일 밝혔다. 이번 연구성과는 발달생물학 분야 국제학술지 ‘세포 발달’ 14일자에 실렸다.망막색소상피세포는 망막 발달에 관여하고 간상 및 원추세포를 보호하는 역할을 한다. 섬모체는 홍체와 연결돼 수정체 두께를 조절해 초점을 맞추는 기능을 하는 것으로 알려져 있다. 망막은 이들보다 성장속도가 빠른데 이렇게 성장 속도에 차이가 나는 이유에 대해서는 아직까지 명확히 밝혀진 바가 없다. 성장속도에 이상이 있어 조직 발달에 문제가 생길 경우는 눈이 정상적으로 성장하지 못하는 소안구증(小眼球症)이 생긴다.연구팀은 종양 억제인자로 알려진 Nf2 유전자가 섬모체와 망막색소상피세포에서 많이 나타나는 것을 발견했다. 생쥐 실험을 통해 섬모체에서 Nf2를 제거하면 필요 이상으로 성장하면서 비정상적으로 증가해 결국 소안구증이 발생한다는 사실이 확인됐다. 연구팀은 반복실험을 통해 Nf2가 각 구획 세포분열 속도를 조절하는 스위치 역할을 한다는 사실도 알게 됐다. 망막 조직에서는 Nf2 발현이 낮아 조직이 빠르게 성장하는 반면 망막색소상피세포에선 Nf2 발현이 활성화하면서 조직 성장이 멈춘다는 설명이다. 김진우 교수는 “Nf2와 같은 세포 성장 억제 인자가 눈 속 각 구획 별로 다르게 작용한다는 점을 처음으로 밝힌 것”이라며 “여러 기관 형성에 공통으로 적용될 수 있는 원리로서 다양한 선천적 기관 발달 이상을 이해하는 실마리가 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국의 연구팀이 세계 최초로 인공 여성생식기관인 ‘에바타’(Evatar)를 만들었다. ‘이브’(Eve)에 아바타(avatar)를 붙여 만든 이름이다. 미국 노스웨스턴대학 산부인과 전문의 테레사 우드러프 박사가 이끄는 연구팀은 난소, 나팔관, 자궁, 자궁경부 등 여성 생식기관에 간(肝)을 추가한 작은 도시락 크기만 한 인공 여성 생식 시스템 ‘여성 생식 시스템 온 어 칩’(female reproductive system on a chip)을 완성했다고 영국의 과학전문지 네이처 온라인판이 28일 보도했다. 이 시스템의 5개 기관은 생식 호르몬을 운반하는 혈액 유사 액체(blood-like liquid)와 세포 신호전달 분자 그리고 약물로 연결됐다. 나팔관, 자궁, 자궁경부는 자궁 절제술을 받은 여성들로부터 얻은 인간조직으로 만들어졌고 난소는 쥐의 난소조직을 이용했다. 건강한 여성의 난소는 절제되는 경우가 매우 드물기 때문이다. 여기에 약물을 대사하는 기능을 지닌 간을 추가했는데 간은 인간조직을 이용했다. 연구팀은 이 합성 생식 시스템으로 여성의 28일 생식 사이클을 가동시켜 보았다.먼저 난포자극 호르몬을 ‘에바타’에 주입하자 난소가 여성호르몬 에스트로겐을 생산했다. 그로부터 14일 후 황체형성 호르몬을 추가하자 난소에서 난자가 배출되면서 황체호르몬 프로게스테론이 만들어지기 시작했다. 방출된 난자는 난소방(ovary chamber)에 그대로 머물고 있었지만, 인간의 나팔관 조직으로 만들어진 두 번째 방은 마치 난자가 통과하는 것처럼 섬모체라고 불리는 털 구조가 난자를 자궁으로 밀어내기 위한 동작을 시작했다. 인간의 자궁과 자궁경부 조직으로 만들어진 3번째와 4번째 방은 각각 호르몬을 받아들이기 위한 수용체를 만들어냈다. 인간의 간 조직으로 만든 5번째 방은 ‘에바타’와 연결시켜 실험 약물을 투여했을 때 간에서 대사가 이루어지면서 ‘에바타’에 어떤 효과를 미치는지 관찰할 수 있도록 했다. ‘에바타’는 자궁경부암 등 생식기관암, 자궁내막증, 자궁근종, 불임 같은 질환을 연구하고 치료제와 피임약 등의 효과를 실험하는 데 이용될 예정이다. 우드러프 박사는 난소암 등 생식기관암 환자의 세포를 ‘에바타’에 주입하거나 자궁경부암을 일으키는 인유두종 바이러스로 ‘에바타’를 감염시키는 실험도 진행할 계획이라고 밝혔다. 연구팀은 앞으로 음경과 고환으로 구성된 인공 남성 생식 시스템인 듀드큐브(DudeCube)를 만들 계획이다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr