놀면서 공부하기

우리는 왜 drosophila의 발생 과정에 대해 공부해야 하며, drosophila는 model 생물로 쓰이기에 어떠한 점이 적합한가. 우리 척추동물들은 사실 drosophila와 많이 다르지 않음. 첫째, drosophila는 우리들과 비슷한 strategy, mechanism, molecule을 가지고 있음. 둘째, drosophila는 developmental gene과 signaling pathway에 있어 인간과 매우 유사한 점이 많음. (더 구체적으로는 life cycle, basic body plan, segmentation of embryo, differentiation, gastrulation, germ cell development, sex-determination 등에 대해 ..

지난 포스트에 이어서 살펴보자. pattern 형성이 어떻게 이루어지는가에 대한 답은 한 마디로 정의내릴 수 없을 만큼 복잡함. 그러나 단순하게 cell들의 position(위치)에 따라 차등적인 농도의 morphogen(형태형성인자)이 제공되면서 pattern이 형성되는 경우도 있음. 이에 대한 유명한 이론 중 하나가 바로 French flag model이며 이에 대한 모식도는 아래와 같음. 여기서는 일렬로 배열된 6개의 세포가 나타나고 있음. 이 때 morphogen이 위 그림과 같이 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 일정하게 감소하는 pattern을 보인다고 하자. 이 때 cell들의 지정된 threshold 값에 따라 high morphogen 농도에 반응한 왼쪽 두 개의 세포들은 파란색으로, m..

이전 포스트에 이어서 살펴보자. 우선 determination(세포 결정)과 specification(특수화)을 구분해보자. determination은 어떠한 세포가 특정 세포로 분화하는 것이 확실하게 정해진 경우를 말함. (주변 환경이 변하더라도 이미 determination된 세포는 예정된 대로 differentiation됨) 한편 specification(특수화)은 두 종류로 나뉘는데, conditional specification(조건부 특수화)과 autonomous specification(자동적 특수화)이 그것임. 자동적 특수화는 거의 determination과 다를 바 없는데, 발생 과정에서 각 할구들의 운명이 이미 예정되어 있음. 다만, 인위적으로 세포 내부의 단백질 발현을 직접 조절하..

이전 포스트에 이어서 살펴보자. gene은 DNA로 이루어져 있으며 transcription을 통해 RNA로 변함. 바뀐 RNA는 (진핵생물의 경우) processing 과정을 거쳐 핵 밖으로 나오게 됨. 이렇게 만들어진 mRNA는 ribosome으로 가 protein으로 translation되고 결과적으로 단백질 덩어리가 만들어짐. 만들어진 단백질은 golgi 등의 환경에서 modification이 일어나 결과적으로 기능을 할 수 있는 protein이 되게 됨. 지금까지 설명한 일련의 과정을 그림으로 나타내면 아래와 같음. 이 때 gene transcription, nuclear RNA processing, mRNA translation, protein modification 과정이 다 조절 ..

발생 과정에 대한 연구는 주로 아래와 같은 특정 model organism에서 활발히 수행됨. plants model로는 주로 Arabidopsis(애기장대)를, nematodes(선충) model로는 주로 Caenorhabditis(예쁜꼬마선충)를, Insects model로는 주로 Drosophila(초파리)를, Echinoderms(극피동물) model로는 sea urchin(성게)을, Mammals model로는 mouse, human을, birds model로는 chick(닭)을, amphibians(양서류) model로는 Xenopus를, fish model로는 zebrafish(제브라피쉬)를, ascidians(피낭류) model로는 Ciona(멍게)를, Cnidarians(자포동물)..

이전 포스트에 이어서 이번 포스트부터는 발생 과정에 대해 연구한 이전 연구자들에 대해 알아보자. 아리스토텔레스는 여러 생물들의 발생 과정을 관찰하고 이들을 서로 비교하여 난생(Pviparty), 태생(Viviparty), 난태생(Ovoviviparty)의 세 종류로 구분함. 난생은 말 그대로 조류, 양서류, 파충류와 같이 모체와 영양적/물리적으로 독립된 알에서 유체가 발생하는 생물들이고, 태생은 포유류와 같이 모체와 알이 영양적으로 연결된 생물을 뜻함. 난태생은 모체와 알이 영양적으로 독립되어 있으나, 알이 모체의 내부에 머물러 있는 생물을 뜻하며 살모사와 같은 일부 파충류나 상어와 같은 연골어류의 일부가 난태생에 포함됨. 즉, 아리스토텔레스는 Epigenesis(후성설)를 주장하였음. 그러나 중세..

이번 포스트부터는 생명 발생의 기초와 역사적 접근법들에 대해 알아보도록 하자. 수많은 생물들은 제각기 다른 life cycle을 가지고 있지만, 먼저 Xenopus laevis (남아프리카 발톱 개구리)의 life cycle에 대해 먼저 살펴보자. 우선 Xenopus laevis는 아래와 같이 생겼음. 맨 아래쪽의 가로선이 1cm를 나타내고 있으므로 대략 15cm 정도의 발톱 달린 개구리라고 생각하면 됨. 제노푸스는 양서류(Amphibians) 중에서 발생생물학 내에서 가장 많이 사용되는 model 생물임. 제노푸스의 life cycle은 아래와 같음. 하나하나 간단히 살펴보자. 우선 adult 끼리 수정(Fertilization)을 통해 zygote egg가 형성되면, 그림의 1..