농촌진흥청(청장 정황근)은 돼지의 심장근육 세포에서만 특이적으로 발현하는 유전자를 발굴했다.농촌진흥청은 돼지 심근세포에서 특이적으로 발현하는 TNNI3, MYBPC3 및 MYH61) 등 3개의 유전자를 발굴해 해당 유전자들이 사람, 쥐 및 돼지의 심근세포에서 특이적으로 발현하는 특성을 분석했다.
그리고 이들 유전자의 프로모터(promoter)2)에 형광표지인자인 GFP3)를 결합해 돼지의 여러 장기와 조직에 적용한 결과, 심근세포에서는 GFP가 발현되지만 신장 및 일반 근육세포에서는 GFP가 발현되지 않는 결과를 얻었다.
즉, 위 유전자들이 돼지의 심근세포에서 특이적으로 발현한다는 것을 확인했다.
이번 연구 결과는 국제학술지인 '세포 및 분자 생물학지(Cellular and Molecular Biology)' 온라인판4)에 실렸으며, 농촌진흥청은 이 기술을 기반으로 돼지 유도만능줄기세포 분화와 접목해 특허출원5)을 마쳤다.
이번 연구결과를 이용하면 심장, 췌도 세포 등 필요로 하는 장기, 조직에서만 유전자가 발현하게끔 발현을 제한함으로써 번식과 생리적 이상을 최소화 할 수 있을 것으로 기대된다.
또한, 줄기세포 등에 접목해 특정 장기, 조직으로의 분화 마커(marker)6)로 이용 가능해 약품개발시험 등에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
국립축산과학원은 초급성면역반응 유전자가 제어된 돼지 '지노'와 초급성과 급성면역반응 유전자가 동시에 제어된 '믿음이'를 생산하는 등 국내 이종장기이식 연구 기반조성을 추진하고 있다.
이번 연구는 이종장기이식용 돼지 개발 연구를 강화하기 위해 농촌진흥청 국가농업 R&D 어젠다 사업의 국제공동연구 지원으로, 국립축산과학원 동물바이오공학과와 미국 오하이오주립대학교 이기춘 교수가 공동으로 수행했다.
농촌진흥청 동물바이오공학과 황성수 농업연구사는 “이종장기이식용 형질전환 돼지 개발에 접목할 경우 췌장 등 특히 수요가 많은 장기와 조직 생산이 가능해 국내 이종장기이식 연구 기반 마련에 중요한 초석이 될 것이다.”라고 전했다.
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1) TNNI3(Troponin I Type 3, Cardiac), MYBPC3(Myosin Binding Protein), MYH6(Myosin Heavy Chain 6) 등은 심장근육에서 특이적으로 발현되는 단백질임
2) 유전자 DNA 중 RNA 중합효소가 결합하여 전사(transcription)를 시작하는데 필요한 부분
3) Green Fluorescent Protein
4) http ://www.omicsonline.com/open-access/ArchiveCMB/previousissue-cellular-and-molecular-biology-open-access.php
5) MYH6-GFP로 형질전환된 돼지 유도만능 줄기세포 및 이를 이용한 심근세포생산방법. 출원번호 : 10-2015-0159048
6) 지인자라고도 하며, 대상 물질의 특정 자질 또는 기능에 대해서만 반응하는 현상
