[대전=뉴스프리존] 이기종 기자= 한국연구재단(NRF)은 백성희 교수(서울대)·이지민 교수(강원대)·박대찬 교수(아주대) 연구팀이 태반발달에 중요한 신규인자를 발견해 초기 태아 성장 및 영양공급의 새로운 단서를 찾았다고 7일 밝혔다.

난임, 유산 및 기형아 출산은 현대 사회에서 빈번히 일어나고 있다.

환경적 요인 뿐 아니라 많은 유전적 요인들이 영향을 미치는 것으로 생각하고 있지만 아직까지 그 원인과 치료를 위한 접근 방법에 대해 잘 밝혀지지 않았다.

배반포는 포유류 발생 초기에 형성되는 구형의 세포덩어리이며 안쪽에 존재하는 배아줄기세포와 이를 둘러싸고 있는 영양외배엽으로 구성된다.

특히 배반포 계통 분화 및 태반 형성은 초기 발생에서 태아의 정상적인 발달을 위해 중요하게 작동한다.

그러나 이들의 형성 및 발달 과정에 대해서는 아직까지 밝혀지지 않은 부분이 많고 특히 영양외배엽 계통의 운명 결정 및 분화 과정에서는 후성유전 조절이 알려져 있는 사례가 없다.

PHF6(피에이치에프6)은 히스톤 변형 인지 기능을 가질 것이라고 추측되는 유전자이지만 그 분자적 기전 및 기능은 보고된 적이 없다.

또 이러한 히스톤 변형 인지 인자들은 히스톤 변형간의 상호작용을 조절하는 핵심 인자로 알려져 있으나 현재까지 그 기능이 정확히 규명되지 않았다.

이번 연구팀은 이러한 제한점을 해결하기 위해 배반포의 분화단계 중 태반으로 발달해 나아가는 영양외배엽에서 PHF6 후성유전 인자의 기능이 중요함을 배아줄기세포를 이용해 밝혔다.

연구과정을 보면 초기 발생 단계에서의 PHF6의 기능을 확인해 보기 위해 배아 줄기 세포에서 PHF6 유전자 결핍 세포를 CRISPR/Cas9 유전자 가위 기술을 사용해 제작했다.

PHF6의 유무에 따른 배아 줄기 세포에서 특정 계통으로만 분화하는 약물 처리와 전체 전령 RNA(messenger RNA)의 양을 확인하는 염기서열 분석법(mRNA-sequencing)을 통해 영양외배엽 계통으로 분화를 유도하였을 때에만 PHF6 결핍 시 필수 유전자들이 발현하지 못하는 것을 확인했다.

또 배아체 형성 시스템을 이용해 확인하였을 때에 PHF6 결핍에 의해 영양외배엽 계통으로 분화하는 세포들이 형성되지 않는 것을 확인했고 배반포 분화 유전자들의 발현도 낮아지는 것도 확인했다.

배아체 형성(Embryoid Bodies formation)은 배아줄기세포를 생체 밖에서 배반포에서 가능한 모든 계통으로 분화시키는 실험 기법이다.

이 연구결과에 의하면 PHF6는 히스톤 단백질의 화학적 변형인 아세틸화를 인지하는 기능을 가지고 이를 통해 히스톤 단백질에 또 다른 화학적 변형인 유비퀴틴화를 일으키는 효소 활성을 갖는 것을 확인했다.

또 이러한 두 기능 중 하나만 망가졌을 때에도 영양 외배엽 분화 시에 유전자들의 발현이 나타나지 않는 것을 확인했다.

이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구지원사업, 이공학개인기초 기본연구사업, 신진연구지원사업 등의 지원으로 수행됐고 국제학술지 뉴클레익 액시드 리서치(Nucleic Acids Research)에 7월 31일 게재됐다.