남녀 성비 1:1 유지되는 이유 찾았다

2021.06.10 14:06

 

GIST 생명과학부 조정희 교수·홍성현 박사과정 연구원…Y염색체 조절해 성비 균형 맞추는 RNA 발견

 정상 생쥐의 정자(왼쪽)와 테쉴이 결핍된 생쥐의 정자를 주사전자현미경으로 촬영한 결과 테쉴이 결핍된 생쥐의 정자 머리가 비정상적이라는 사실이 확인됐다. 조정희, 홍성현 제공

 

국내 연구진이 남성의 정자를 만드는 기관인 정소에서만 생성되는 RNA가 출생 성비의 균형을 맞추는 역할을 한다는 사실을 찾아냈다. 한국연구재단은 광주과학기술원(GIST) 생명과학부 조정희 교수와 홍성현 박사과정 연구원이 생쥐를 이용한 실험에서 이 같은 사실을 확인해 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 9일자에 연구 결과를 발표했다고 밝혔다. 

수정 시 성비는 수컷이 암컷보다 많다. 하지만 배아의 유산율과 출산 후 사망률에서 수컷이 암컷보다 더 높아 결국 수컷과 암컷의 성비는 1 대 1에 가깝게 유지된다. 과학자들은 이런 성비 균형 메커니즘을 생명체 유지의 핵심 기능으로 보고 있다. 

이에 따라 그간 수컷의 정소에서 정자 발생에 관여하는 약 1000개의 유전자에 관한 연구는 많이 이뤄졌다. 하지만 RNA에 관한 연구는 초기 단계로 최근 정소에 존재하는 긴 비암호화 RNA가 정자 발달 과정에 중요한 역할을 한다는 정도만 알려져 있었다. 긴 비암호화 RNA는 염기가 200개 이상 연결돼 길이가 길면서도 단백질로 번역되지 않는 RNA를 말한다.  

연구진은 이전 연구를 통해 정소에서만 특이하게 나타나는 긴 비암호화 RNA 26개를 발견했고, 그중 테쉴(Teshl)에 주목했다. 테쉴은 감수분열을 거친 뒤 세포핵에서만 확인됐다. 

연구진은 유전자 가위인 크리스퍼 캐스9으로 테쉴이 발현되지 않도록 유전자를 편집한 수컷 생쥐에서 정자를 조사했다. 테쉴 발현이 억제된 수컷 생쥐의 정자는 머리 형태가 비정상적이었다. 또 이 수컷 생쥐를 암컷 생쥐와 교배해 태어난 새끼의 암수 비율은 1 대 0.614로 수컷이 현저히 적었다. 

연구진은 정상 생쥐와 테쉴이 결핍된 생쥐의 유전자를 해독해 비교한 결과 테쉴이 없는 경우 X염색에의 존재하는 유전자의 발현은 증가하고 Y염색체 유전자의 발현은 감소한다는 사실을 확인했다. 이는 테쉴이 Y염색체 유전자의 발현을 촉진하는 기능을 하며, 이를 통해 성비 균형에 관여한다는 뜻이다. 

조 교수는 “긴 비암호화 RNA는 세포에 미치는 영향이 크고 조직에 특이적으로 발현하는 만큼 질병 진단 바이오마커나 치료제로 개발할 수 있을 것”이라고 말했다.   

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•  이현경 기자uneasy75@donga.com  

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