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농촌진흥청은 2019년 기해년(己亥年)을 맞아 돼지와 관련된 이야기를 3회에 걸쳐 제공한다.
마지막 주제는 농촌진흥청에서 바이오 이종장기용으로 개발한 돼지들에 관한 내용이다.
장기 부족을 해결하기 위한 대안 중 하나인 바이오 이종장기. 농촌진흥청에서는 첨단 생명공학 기법으로 유전자를 제거하거나 삽입한 돼지를 개발하고, 이들의 장기와 조직, 세포를 사람에게 활용할 수 있는 방법을 연구하고 있다.
* Xenotransplantation: 종이 다른 동물의 기관, 조직 등을 이식하는 것.
지노2009년 국립축산과학원에서 태어난 ‘지노(XENO)’는 돼지는 갖고 있지만 사람은 없는 알파갈 유전자 일부를 없앤 돼지다. ‘지노’라는 이름은 ‘이종’을 뜻하는 머리가지(접두사) ‘Xeno-’에서 따왔다.
* α-1, 3-갈락토스 기(알파갈) 전달 효소 유전자가 억제된 형질전환 돼지, 돼지 등의 포유동물에는 알파갈이 있으나 영장류에는 없어 영장류에 돼지 장기를 이종이식을 할 경우 초급성 거부반응이 나타나는 원인 유전자.
돼지 장기를 영장류에 이식하면 몇 분 안에 초급성 면역거부반응을 일으키는데, ‘지노’는 그 원인 중 하나인 알파갈 유전자를 제거했다.
* 척색동물문의 포유강의 한 목으로 원숭이, 유인원, 사람을 포함.
‘지노’ 한 마리에서 수백 마리의 후대가 태어났고, 현재는 그 후손 중 일부를 활용해 췌도 세포, 각막, 피부, 뼈 등을 영장류에 이식하는 연구를 진행하고 있다.
‘믿음이’는 ‘지노’처럼 알파갈을 제거하고 사람 면역유전자인 특정 단백질(MCP)이 세포에서 발현되도록 유전자 2개를 조절했다. ‘믿음이’는 ‘지노’보다 향상된 이종이식 성적을 거두고 있다.
‘믿음이’의 장기와 조직을 이식받은 원숭이의 경우, 심장은 60일, 각막은 400일 이상 기능을 유지했다.
* 믿음이 : α-1,3-갈락토스 기 전달 효소가 억제되고 사람의 MCP(보체 활성화 억제유전자) 유전자가 조합되어 개발된 형질전환 돼지.
* Membrane cofactor protein. 보체 활성화 억제 단백질.
‘소망이’는 사람에게 있는 특정 효소(CD73) 유전자가 발현되는 돼지로, 이종이식 후 나타나는 혈액 응고를 완화하기 위해 개발했다. ‘믿음이’와의 교배로 유전자 3개가 조절된 돼지를 생산하는 데 활용 중이다.
* 아데노신삼인산 분해 효소. 아데노신삼인산 분해의 산물인 아데노신이 혈액응고, 염증반응에 관여.
‘사랑이’는 ‘지노’, ‘믿음이’, ‘소망이’의 유전자 편집 내용을 모두 지니고 있어서 초급성, 급성, 혈관성 면역거부 반응을 동시에 제어할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
현재 ‘믿음이’와 ‘소망이’는 다 자라 후대를 생산했고, 그 후대 중에서 유전자 3개가 모두 들어간 돼지를 ‘사랑이’라고 이름 붙였다.
농촌진흥청 국립축산과학원 동물바이오공학과 임기순 과장은 "앞으로 바이오 이종장기용 돼지 개발의 목표인 임상 적용을 위해 기준에 부합한 결과를 달성할 수 있도록 추가 연구를 진행할 계획이다.
아울러 바이오·의료소재 분야 등 축산업의 다양한 발전 방향을 제시할 수 있도록 하겠다."라고 전했다.
출처: 농촌진흥청
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