놀면서 공부하기

지난 포스트에 이어 이번 포스트에서는 세포 배양과 관련된 초기 연구와 Hayflick limit에 대해 알아보도록 해요. 먼저, 1881년 독일 생물학자 August Weissman은 시간이 지나면서 손상된 조직이 무한히 재생할 수 없기 때문에 죽음이 일어난다고 추측했어요. 그런데 1921년, 프랑스의 노벨상 수상자이자 외과의사인 Alexis Carrel은 배양된 모든 세포가 불멸일 수 있다고 주장했답니다. 다른 실험실에서 세포의 연속적인 복제가 유지되지 않았던 이유는 단지 최적의 배양법을 몰랐기 때문이라고 했죠. 이런 개념은 Leonard Hayflick과 Paul Moorhead가 등장해 모든 배양 세포가 불멸이라는 생각을 뒤집기 전까지 일반적으로 받아들여졌어요. 뒤돌아보면, Carrel의 팀이 실험..

이번 포스트부터는 telomere 관련 연구의 대략적인 역사에 대해 알아보도록 해요.      Thomas Hunt Morgan은 초기 세포유전학자 중 한명으로, 처음으로 유전학적 형질과 chromosome(염색체) 위의 유전물질 간의 연관성에 대해 제시한 인물 중 한명이에요.  특히 그는 1911년에 유전자가 chromosome 위에 마치 beads on a string, 즉 줄 위에 꿰어놓은 구슬처럼 존재할 것이라 생각했고, 특정 순서, 그리고 시작과 끝을 가진 채 나열되어 있을 것이라는 가설을 제시하기도 했어요.   Morgan의 제자 중 한명인 Hermann Muller는 Barbara McClintock이라는 또 다른 과학자의 발견으로부터 영감을 받아서, chromosome의 끝 부분이, X-r..

지난 포스트에 이어 이번 포스트에서는 보다 더 자세하게 telomere에 대해 알아보도록 할게요. 진핵생물, 그 중에서도 mammalian(포유류)이 가지는 telomere는 TTAGGG가 여러번 반복된 DNA 서열로 구성되어 있어요. 이 때 telomere 서열이 DNA 끝단에 위치하고 있기 때문에, 만약 이 서열이 그냥 아무런 보호 없이 존재하고 있다면 세포의 관점에서 이는 마치 DNA가 싹둑 잘린 것과 같이 인식되어버릴 수 있어요. 원래 세포는 위와 같이 이중가닥 DNA가 절단될 시, 이를 인식하고 수선하는 다양한 기작을 가지고 있어요. 이 기작은 DNA에 가해진 타격을 최소화하기 위해 매우 중요하지만, telomere와 같이 DNA 끝단에 존재하는 서열들의 경우 이 기작들 때문에 인식되어 버릴 수..

이번 포스트부터는 노화에 관련된 과학 뉴스나 논문 등을 볼 때마다 심심치 않게 등장하는 telomere(텔로미어)에 대해 자세히 알아보도록 해요. 우선 이번 글에서는 telomere의 정의 및 기본적인 특성에 대해 간단히 알아볼게요. 텔로미어는 생체 내에 존재하는 유전정보인 DNA의 끝단을 보호하는 구조물로, 세포의 생존과 노화에 중요한 역할을 해요. 위 그림은 DNA가 뭉쳐져서 생기는 chromosome(염색체)라는 구조를 나타내주고 있는데요. 이 구조 하에서 염색체의 양 끝단에 붉게 표시된 부분이 바로 telomere에요. 텔로미어는 마치 신발끈의 끝 부분처럼 작용하여 DNA를 보호해줘요. 세포가 분열할 때마다 DNA는 복제되는데, 이 과정에서 끝단이 손상될 수 있어요. 이는 DNA 복제가 시작되기 ..

이번 포스트에서는 3세대 유전자 가위인 CRISPR/Cas9에 대해 설명해볼게요. 위 그림에는 CRISPR 생물학와 관련된 발전의 계보도가 나타나 있어요. 보면 CRISPR 생물학과 함께 genome editing(유전자 편집)과 관련된 기술도 지속적으로 발전해왔음을 알 수 있죠. CRISPR는 clustered regularly interspaced short palindromic repeats의 약자인데요, 원래 CRISPR는 세균들이 가지고 있는 면역 시스템으로, bacteriophage(세균에 감염되는 바이러스의 일종)의 DNA 일부를 세균이 저장하고 있게끔 하다가, 다시 동일한 정보의 바이러스가 침입할 시 적으로 인식하고 공격할 수 있게끔 하는 식으로 작동해요. 위 그림은 실제로 세균이 가지고 ..

저번 포스트에서는 유전자 가위의 전반적인 내용에 대해서 살펴봤어요. 이번 포스트에서는 1세대, 2세대 유전자 가위인 ZFN, TALEN에 대해 보다 자세하게 알아볼게요. 1. ZFN (zinc finger nuclease) ZFN은 DNA를 인식하는 zinc finger domain과 DNA를 자르는 활성을 가지는 FokI nuclease domain으로 나누어져 있어요. 우선 zinc finger domain에 대해 먼저 살펴볼게요. zinc finger domain은 DNA를 인식하는 대표적인 단백질군 중 하나로, 위 그림과 같은 구조를 가지고 있어요. 보면 이 domain 내부에는 alpha helix(초록색), beta sheet(빨간색)와 같은 단백질 2차구조가 다 포함되어 있고, 그 중에서도 ..

이 시리즈에서는 크리스퍼 기술로 대표되는 각종 유전자 편집 기술, 유전자 변형 기술, 그리고 유전자 치료 기술들에 대해서 알아보도록 할게요. 이번 포스트에서는 우선 기본적으로 유전자 편집 기술이 어떻게 발전해왔는지에 대해서부터 간략히 알아볼게요. 위 그림에 나타나 있는 것처럼 유전자 가위는 DNA의 ATGC로 이루어진 특정 서열 조합을 인지해서 이 서열을 절단할 수 있는 기술을 말해요. 따라서, 유전자 가위는 1) 특정 서열을 인지할 수 있는 활성을 가지고 있어야 하고, 2) 인지한 서열을 자를 수 있는 활성을 가지고 있어야 해요. 위 그림에는 3가지 종류의 DNA를 표적으로 할 수 있는 유전자 가위가 나타나 있어요. 하나하나 살펴볼게요. ZFN은 zinc finger nuclease의 약자이며, 흔히 ..