건국대학교 줄기세포재생생물학과 도정태 교수 연구팀은 완전만능줄기세포와 준만능줄기세포를 살아있는 상태에서 형광 색깔로 쉽게 구별할 수 있는 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.

이번 연구성과는 생물학분야 세계적 학술지인 셀(Cell) 자매지 ‘스템 셀 리포트’지 11월 8일자에 발표됐다.

만능줄기세포는 신체를 이루는 모든 조직 세포로 분화가 가능한 무한 증식하는 세포이다. 이러한 만능줄기세포는 완전만능줄기세포)와 준만능줄기세포로 나뉜다.

완전만능줄기세포는 착상 전 마지막 단계인 배반포의 내부세포덩어리의 특징을 가지고 있으며, 준만능줄기세포는 착상되어 발달 중인 배반엽상피세포의 특징을 가지고 있다. 다양한 차이가 있지만 완전만능줄기세포는 분화능력이 더 우수하며 체외 배양이 더 쉬운 특징이 있다.

건국대 도정태 교수팀은 만능줄기세포를 유지하는데 필수적인 유전자인 Oct4를 이용해 두 만능줄기세포를 형광 색깔로 구별하는 방법을 개발했다. Oct4의 발현에 있어 완전만능줄기세포는 원위 인헨서에 의해 활성화되며, 준만능줄기세포는 근위 인헨서에 의해 활성화된다. 이 두 가지 만능줄기세포를 인헨서 활성화에 따라 각각 초록형광단백질(GFP)과 빨강형광단백질(RFP)이 발현되는 이중 형광 형질전환 생쥐를 제작했다.

이중 형광 형질전환 생쥐로부터 초록형광을 발현하는 완전만능줄기세포와 빨강형광단백질을 발현하는 준만능줄기세포를 효율적으로 구분할 수 있었다.

또 초록형광 빛을 내는 완전만능줄기세포는 원위 인헨서가 활성화되어 있고, 빨강형광 빛을 내는 준만능줄기세포는 근위 인헨서가 활성화된 것을 히스톤변화, DNA 메틸화 등 후성유전학적인 분석을 통해 확인했다.

이번 연구는 미래창조과학부와 농촌진흥청의 지원으로 수행됐으며, 독일 막스플랑크연구소, 한국생명공학연구원(KRIBB)과 공동연구로 진행됐다.