인간-원숭이 잡종 배아 첫 탄생..장기 이식 연구 기대

인간-돼지보다 잘 결합

원숭이 배아에 인간 줄기세포를 주입해 최초로 만들어진 인간-원숭이 잡종 배아를 형광 염색을 통해 현미경으로 관찰했다. 쿤밍과기대 제공

인간의 줄기세포를 원숭이 배아에 주입해 키운 ‘인간-원숭이 잡종 배아’가 세계 최초로 탄생했다. 2017년 같은 방법으로 인간-돼지 잡종 배아를 만든 연구팀의 후속 연구결과로 인간에 이식할 수 있는 장기를 만들어낸다는 목표에 한 걸음 더 다가간 것으로 평가된다.

후안 벨몬테 미국 솔크연구소 교수와 지웨이즈 중국 쿤밍과기대 교수 공동연구팀은 이같은 연구결과를 15일(현지시간) 국제학술지 ‘셀’에 발표했다.

과학자들은 동물 수정란에 사람 세포를 주입시켜 사람에게 이식이 가능한 조직을 연구해왔다. 다른 종이 결합한 새로운 종인 '키메라'를 만드는 것이다. 장기 크기와 생리학적 측면에서 인간과 유사한 돼지를 주목했다. 벨몬테 교수팀은 2017년 처음으로 인간과 돼지 잡종 배아를 만들고 셀에 발표했으나 두 종 세포간 결합률이 많이 떨어졌다. 이후 지 교수팀이 원숭이 배아를 실험실에서 기르는 기술을 2019년 발표하며 원숭이를 대상으로 한 잡종 실험이 진행됐다.

연구팀은 만들어진 지 6일이 지난 원숭이 배아 132개를 대상으로 배아 하나당 25개의 인간 줄기세포를 각각 주입했다. 그 결과 실험에 쓰인 132개 배아 모두에서 인간 세포가 자라기 시작했고 9일 후에는 인간 세포 비율이 55%를 넘었다. 10일 후에는 배아 중 103개가 성장을 지속했으나 생존율은 점차 떨어져 19일 후에는 3개의 배아만 살아남았다. 기존에 진행한 돼지 잡종 배아 연구에서는 인간 세포가 차지하는 비중이 크지 않았다. 

연구진은 배아의 유전자를 분석한 결과 인간 세포와 원숭이 세포는 여러 통신 경로를 열고 신호를 전달한 것으로 나타났다. 벨몬테 교수는 “인간과 돼지 배아 세포가 중국어와 프랑스어 사이 공통점을 찾으려는 수준이었다면 영장류와 인간 세포는 밀접한 세포처럼 작동했다”고 말했다.

연구팀은 원숭이 잡종 배아로 인간 장기를 만들 계획은 없다고 밝혔다. 배아를 20일 내로 실험하는 등 윤리적 지침도 모두 따랐다고 밝혔다. 원숭이 잡종 배아는 인간과 다른 종간 세포가 함께 발달하는 원리를 찾는 도구로 활용해 돼지 키메라 연구를 이어간다는 계획이다.

벨몬테 교수는 “향후 키메라를 이용해 초기 인간 발달을 연구하고 이식 가능한 세포나 조직, 장기를 만들 수 있기를 희망한다”고 말했다.

[조승한 기자 shinjsh@donga.com]