[흑역사] STAP 셀 사태(?)때문에 새삼스럽게 떠오른 몇 가지 이야기들

업데이트 : 3월 10일, 이 논문의 공저자인 와카야마 테루히코가 다음과 같은 성명을 발표하였슴. 

이 사람은 오보카타 하루코가 제공한 세포를 이용하여  Chimeric Mouse를 제작하여 해당 세포가 만능성을 가진다는 것을 보이는 결정적인 증거를 제공했는데, 여러가지 문제점이 지적되고 있는 상황에서 자신이 사용한 세포가 제대로 된 STAP 프로토콜에 의해서 만들어진 것인지가 의문이 들었음. 따라서 자신이 가지고 있는 ‘STAP 줄기세포’ 를 다른 연구기관에 제공하여 분석을 하여 과연 이 세포가 제대로 된 세포인지를 확인하여 공표하겠다고 함.

그리고 Wall Street Journal 에 따르면 와카야마 테루히코는 네이처에 논문의 철회를 요청하였다고.

상황은 조금 시간이 지나봐야 알 수 있겠지만, 이 불로그 주인도 이 논문의 내용에 대해서 신뢰를 가지고 있던 이유라면 와카야마 테루히코가 이 연구에 참여하였다는 것이 주된 이유일텐데, 와카야마 자신이 이렇게 의구심을 가지게 된 상황에서는 이 연구가 과연 제대로 된 연구인지에 대해서 의심을 하지 않을 수 밖에 없슴다.  

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이제 해당 논문의 내용이 어떻게 검증되고, 어떠한 후속결과를 낼지에 대해서는 잠깐 기다려보도록 하고, 이 껀을 정리해 보면서 몇가지 느낀점을 정리해 보았다.

1.”유별난 주장을 입증하려면 유별난 증거가 필요하다” Extraordinary claims require extraordinary evidences 

오보카타씨의 논문을 보면서 계속 느낀 것은 “이제 믿을테니 실험 작작하란 말이야!”

대개의 논문들을 읽으면서 ‘훗~ 겨우 이정도 일 하고 이런 걸 주장한단 말야? 뻥치시네~’ 하는 생각이 드는 것과는 전혀 새로운 경험이었다. ㅋ

그렇지만 다시 생각해 보면 오보카타 & 동료들도 처음부터 이러고 싶어서 그랬겠냐는 거다. 아마 이전논문읽어주기 때 쓴것처럼 처음에는 대충 Oct4 나오고 줄기세포 마커 나오고 메틸레이션 패턴 정도 보고 끽해야 테라토마 실험정도 끝낸다음에 우와~ 줄기세포 만들었삼 하고 논문 쓰려고 했겠지..

그러나 pH를 잠시 30분 동안 바꾸면 만능성이 생긴다는 어디 귀신시나락까먹는 이야기를 다른 사람이 믿게 하기 위해서는 다른 ‘양산형 iPS셀’ 만들때 보여주는 데이터 정도로는 부족했겠지. 아예 처음부터 기본 가정을 믿지 않는 리뷰어를 굴복시키기 위해서는 가능한 모든 실험, 그것도 거의 과하다싶은 데이터를 뽑아야 했을듯.

뭐 하긴 처음에 pH 30분 내리고 사흘동안 컬쳐하면 Oct4 GFP  시그널 나온다 데이터보여줄때부터 skeptics들은 믿지 않았겠지..너님이 중간에 뭐 슬쩍해서 사진붙여놓은건지 알게뭐냐고 ㅋㅋㅋ 그래서 아예 처음부터 7일간 타임랩스 무비를 찍으면서 GFP-Oct4가 발현되는 것을 동영상으로 보여준다든지. 이런게 이 사람의 논문에는 한두가지가 아니다.

그러니까 기본적인 초기 실험결과가 나온 이후에 무려 5년의 세월이 지나서야 논문화가 될수있었다는 것이다. 즉, 흔히 모르는 사람들이 생각하듯 누군가가 논읽남에서 읽어주듯이 pH 한번 바꿔보니 슥 GFP-Oct4 나와..그리고 술술술~ 이런 식으로 진행된것이 아니었다는 이야기. 그 수많은 데이터들은 결국 연루된 수많은 사람들의 피와, 땀과 눈물인 것이다.

사실 최근에 N,S (특히 S) 등에 나온 ‘기존의 생물학 상식을 깬다’ 고 나온 논문들에서 결여된 것은 바로 이러한 정신, 즉 ‘유별난 주장을 입증하기 위해서는 유별난 증거가 필요하다’ 라는 기본적인 것을 망각한채, 제대로 된 검증실험 없이 부족한 데이터의 논문들을 불쑥불쑥 내준 것이라고 생각한다. 좋은 예로, 2010년에 나와 세계를 들썩이게 한 논문이 있었지만

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논문

매우 불안정한 비소가 DNA와 결합하여 안정한 비산복합체를 이룰 수 없다는 기본적인 화학적인 의문에서 출발하여 결국 ‘비소미생물 DNA내에는 비소가 없더라’ 내지는 ‘이 미생물은 그저 높은 농도의 비소에서 사는 흔한 미생물일뿐’ 과 같은 결론이 나오게 되었다.

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충격적이고 대중적으로 화제가 될 주제이기 때문에 그닥 빡센 리뷰없이 과학적인 엄밀성이 결여된 논문을 영향력이 큰 학술지에서 함부로 실어주는 행태가 가져오는 폐혜는 극히 크다. 저 이야기 외에도 결국 황우석의 줄기세포 논문의 경우에도 좀 더 제대로 된 리뷰가 있었더라면 처음부터 문제가 발생하지 않았을 수도 있다.  ‘뉴스거리’ 라는 이유로 과학적인 엄밀성이 떨어지는 논문을 그냥 대충 실어주는 행태가 낳은 비극 중의 하나가 바로 그 껀이다.

그런 면에서 오보카타씨의 논문은 ‘Extraordinary claims require extraordinary evidences’ 라는 격언의 중요성을 잘 알려주는 좋은 예라고 할 수 있다. 즉, 너님이 세계를 정복할 수 있다는 통큰 주장을 다른사람들이 믿어주길 원한다면 ‘저 쉑히 저러다 진짜로 세계를 정복할지도 몰라 ㄷㄷㄷ’ 하게 생각할만한 근거를 보여주라고..참 남말 같이 이런말을 쓰는구나 이 블로그 주인장은ㅋㅋㅋ

2. 전혀 새로운 돌파구는 외부에서 찾을수도 있다. 그러나 문제를 마무리하려면 결국 돌직구.

사실 이런 미친 연구를 처음 시작한 것은 오보카타씨가 응용화학부 출신이었고, 미쿡에서 연수받은 랩도 Charles Vacanti 와 같이 조직공학의 백그라운드를 가진 사람이었기 때문에 가능했을지도 모른다. 즉 발생학이나 생물학을 잘 아는 사람이었다면 이런거 처음 해보겠다고 하면 “……..저기염 동물과 식물의 차이를 아세염?” 부터 시작해서 한참 잔소리를 들었을지도 모른다. 즉 좀 심한 이야기일지 모르지만 ‘멋모르고’ 덤벼들려면 좀 무식해야 한다는..ㅋㅋㅋㅋ

그렇지만 결국 이 연구가 가능성이 있다는 것이 확인되고 연구의 마무리를 한곳은 정통적인 발생생물학을 하는 리켄의 Center of Developmental Biology라는 것을 주목할 필요가 있다. 특히 와카야마 테루히코 라든지 요시키 사사이와 같이 동물복제 혹은 발생학 쪽의 구루급의 연구자들이 합류해서 기존의 줄기세포에 관련한 입증실험을 오승환이 돌직구 꽂아놓듯 지속적으로 수행했기 때문이 이 연구는 완성될 수 있었다는 것을 주목해야 한다.

즉 이런 연구는 한 사람의 창의적인 생각, 노력만으로 이루어질 수 있는 일이 아닌 ‘팀’에 의한 업적이라는 것을 잊어서는 안된다. 흔히 과학에 대해서 개뿔도 모르는 사람들의 경우 과학연구를 어떤 사람 하나의 노력만으로 이룰 수 있는 것이라고 생각하는데, 그건 헛소리.

즉 현대과학연구는 개인경기가 아닌 팀플레이. 김연아나 박태환은 잘하는데 과학자 너님들은 왜 이리 못났음 노벨상도 못하고와 이런 이야기를 내 앞에서 하는 자는 맷집을 키우고 와라. 조던이나 메시가 아무리 킹왕짱인 플레이어라고 해도 혼자 뛰어서 5명이나 11명이 뛰는 상대팀을 이길 도리가 있겠냐. 

3. 젊은 연구자들에게 좀 더 관심을 가져야 하는 진짜 이유

흔히 젊은 연구자들에게 관심을 가지고 지원을 해야 하는 이유로 ‘젊은 사람이 아무래도 생각이 다채롭고 새로운 생각을 하게되지..나이많은 사람은 머리가 굳어서 ㅋㅋ’ 이런식으로 생각하곤 한다. 그렇지만 사실 그것은 착각인 경우가 많다.

오히려 경험이 없는 젊은 연구자들은 흔히 도그마에 빠지기 쉽고, 논문 혹은 교과서에 나오는 것을 그대로 신봉하였다가 연구의 쓴맛을 보는 경우가 많다. 실제로 연구를 접고 쳐노는 늙은 연구자 코스플레이어들이야 머리가 굳을 수 있고 새로운 생각을 못할수도 있지만, 지속적으로 연구에 관심을 갖고 일을 하는 나이먹은 연구자는 일종의 만랩 RPG 플레이어와 같은 존재이다. 레벨 08 쪼랩넘들의 아이템이래봐야 뭐 있겠냐고ㅋㅋㅋㅋ 솔직히 진짜로 창의적이고 다채로운 생각은 경험많은 늙은 현업연구자에게서 나올 가능성이 많다. 그러나 늙은 연구자 코스프레이어만 많다는게 함정

그럼에도 불구하고 왜 우리는 젊은 연구자들에게 기회를 주고 관심을 가져야 하는가? 그건 젊다는 것은 아무래도 앞으로 뭘 해도 가능성이 있다는 것이고 즉 한번 망해도 두번할 시간이 있다는 소리고, 좀 더 리스크한 연구에 뛰어들어서 대차게 망해도 재기의 기회가 있을 수 있기 때문이다. 세번 망하면? 뭐 닭집은 힘있을때 젊을때 시작하는게 낫다 그렇지만 나이많고 딸린식구많은 연구자들은 비록 창의적인 연구를 할 포텐이 있더라도 그렇게 하이리스크의 일에 손쉽게 뛰어들긴 힘들겠고 안정적인 일을 할 수 밖에 없는 처지이고.

따라서 젊은 신진연구자의 기회를 주고 관심을 가지고, 이들의 무모하거나 때로는 쳐돌았다는 생각이 드는 아이디어를 보다 경험이 많은 과학자들의 도움으로 해결할 수 있는 환경을 만드는 것이 중요하다는 것이다. 이런 것이 가능하려면 또 다른 전제조건이 필요한데, 젊은 연구자이건, 중견급 연구자이건, 아니면 만랩은 이미 20년전에 찍은 호호백발 원로과학자이건 과학적인 문제에 대해서 자유롭게 자신의 의견을 표현할 수 있는 환경을 만들어야 한다는 것. 젊은 연구자가 자신의 아이디어를 펴지 못하고, 그냥 연구에서 손뗀 연구자 코스프레이어들의 머릿속에서 스쳐지나가는 토픽에 매몰되는 상황에서는 진짜로 혁신적인 연구는 이루어지기 힘들다.

4. 일본은 자연과학에 있어서 우리의 경쟁자가 아니다. 

한국이 일본과 삐까뜨거나 앞서는 분야는 딱 두가지 정도 있는데,

1. 셀폰 만들기를 잘하는 모기업

2. 여자 피겨스케이팅 싱글. (연아빼면 것도 아니지만)

이러한 몇가지 분야에서의 성과로 한국이 일본과 비슷한 레벨이라는 착각을 하는 분들이 많은데, 미몽에서 깨어나라. 적어도 자연과학에 있어서 한국과 일본과의 관계는 일본>>>>>넘사벽>>>>>>>한국이며 이것은 아마 향후 20년 내에 변화하기 힘들다.

왜 그럴 수 밖에 없는가? 이전에도 한번 쓴 이야기지만 일본의 근대과학은 19세기 말 메이지 유신 이후부터 시작되어, 20세기 초반에서는 벌써 세계적으로 통용되는 연구가 일본 국내에서 수행되었다. 반면 한국의 경우 아무리 길게 잡아도 1980년 이전에는 제대로 된 자연과학 연구를 하지도 않았다는  불편한 진실을 대중들은 잘 모른다.

과학연구의 역사가 일천하다는 것이 가져오는 가장 큰 문제점이라면 아직도 한국에서는 ‘과학’ 이 뭔지에 대한 개념조차 존나 없다는 것이다. 기껏해야 우리가 잘먹고 잘살기 위해서 필요한 ‘뭔가’ 정도로 이해하지….다시 한번 말하겠는데 과학은 우리가 잘먹고 잘살기 위해서 하는 뭔가가 아니라 우리가 잘먹고 잘살고 있다는 것을 미래의 후손에게 인증하기 위해서 하는 뭔가다. 가령 오보카타씨의 연구에서 내가 흥분하는 것은 이게 무슨 줄기세포를 손쉽게 만드는 방법이어서가 아니라는 것이다. 오히려 사람과 당근이 재생능력에서 어떤면에서 별 차이 없다라는 충격적인 사실에 놀라는 거지.

5. 논문 쓰는 것에 비면 논읽남 쓰는 것 쯤이야…개껌 ㅋ

많은 분들이 재미있게 읽어 주셔서 감사하긴 한데, 사실 그 글은 내 자신의 연구논문을 마무리하는 와중에 글이 잘 안풀릴때 딴짓하는 와중 짬짬히 시간내서 쓴 글이다. 지금 마무리해서 서브미션한 논문은 아마도 오보카타씨가 낸 그 괴물스러운 논문의 분량의 한 10% 정도 될까말까..그러나 이 논문을 쓰는데 여태까지 들인 시간은 논읽남 글 쓰는데 들이는 시간의 100배 정도 들였고 (여기서 들인 시간이라는 것은 ‘실제 데이터를 뽑은 시간’ 이 아닌 순전히 논문의 데이터를 정리하고 글을 쓰는데 걸린 시간을 의미함) 아마 앞으로 논문이 퍼블리시 될때까지는 이것보다 더 많은 시간이 들 것이다.

하물며 오보카타씨의 그 무시무시한 논문에 들어간 시간에 비하면 그넘의 논읽남 글이야 뭐 ㅋㅋㅋ 개껌이다. 솔직히 저런 글 만개 정도 (상당히 너그러운 평가) 쓸 정도의 노력이 드는 일이 저 논문 두 편이라고 생각하면 된다. 즉 저 논문 두 편에 저자를 포함한 관련된 인원 10명의 약 5년간의 청춘이 집약된 것이 저 논문이라는 것을 아시는 것이 좋겠다.

즉, 지금 내가 심심풀이 땅콩처럼 풀어나가는 논문은 누군가의 최소 몇년간의 피와 눈물과 땀의 산물. 아마 저 논문 하나때문에 차인남친여친이 몇명이며 솔로부대에 다시 합류한 인원은 몇명일까 그러나 이런 것이 결국 인류가 발전해 나간 방식이며, 누군가는 해야 하는 일이다. 그것을 하는 사람을 우리는 과학자라고 한다.

즉 과학자는 세상을 바꾸며, 우리가 바꾼 세상에 대해서 씨부렁거리는 것은 너희들에게 맡겨두겠다. 문돌이넘들이 할일은 우리의 설겆이

[흑역사] 그제 읽던 논읽남 : 문 “그 일본츠자가 한것이 그리 대단한거냐?” 답 “넹.”

업데이트 : 3월 10일, 이 논문의 공저자인 와카야마 테루히코가 다음과 같은 성명을 발표하였슴. 

이 사람은 오보카타 하루코가 제공한 세포를 이용하여  Chimeric Mouse를 제작하여 해당 세포가 만능성을 가진다는 것을 보이는 결정적인 증거를 제공했는데, 여러가지 문제점이 지적되고 있는 상황에서 자신이 사용한 세포가 제대로 된 STAP 프로토콜에 의해서 만들어진 것인지가 의문이 들었음. 따라서 자신이 가지고 있는 ‘STAP 줄기세포’ 를 다른 연구기관에 제공하여 분석을 하여 과연 이 세포가 제대로 된 세포인지를 확인하여 공표하겠다고 함.

그리고 Wall Street Journal 에 따르면 와카야마 테루히코는 논문의 철회를 요청하였다고.

상황은 조금 시간이 지나봐야 알 수 있겠지만, 이 불로그 주인도 이 논문의 내용에 대해서 신뢰를 가지고 있던 이유라면 와카야마 테루히코가 이 연구에 참여하였다는 것이 주된 이유일텐데, 와카야마 자신이 이렇게 의구심을 가지게 된 상황에서는 이 연구가 과연 제대로 된 연구인지에 대해서 의심을 하지 않을 수 밖에 없슴다.  

그리고 논문의 핵심 데이터를 관계없는 데이터로 복붙한 혐의 등이 드러나고 있는 관계로 해당 논문의 진위에 대해서도 심각한 의심을 갖게 되었슴다. 따라서 이 논문의 과학적 진위가 완전히 판가름난 것은 아니지만, 일단 본 포스팅도 따라서 흑역사화됩니다. 참고삼아, 문제점이 드러난 부분에 대해서는 붉은색으로 강조하여 업데이트할것입니다. 

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주의 : 여러분들은 지금 하일성 해설위원의 해설로 듣는 김연아 프리스케이팅 경기 중계를 듣고 있는것과 마찬가지라는거 아시죠? 전 줄기세포 업자아니므로 기술적인 설명및 구체적인 데이터 해석에 오류가 있을수 있슴다.  

자 오늘은 진짜 읽는다. 예습자료

먼저 메인 논문

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이 연구는 제일저자이자 책임저자인 오보카타씨가 와세다 대학의 박사과정일때 하버드의 Vacanti 라는 사람의 랩으로 교환연구생 식으로 일하러 가서 시작되었다. 이 Vacanti 라는 사람은 이전에 이걸로 유명해진 사람이다.

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소위 ‘Ear Mouse’라고 하는 요런 쥐를 만들어내서 사람들을 충격과 공포에 휩싸이게 하였으나, 사실 저 쥐가 얹고있는 것은 그저 귀 모양으로 연골조직을 면역거부반응이 없는 소위 ‘Nude Mouse’ 에 이식한 것이고 실제 귀는 아니다. 이런 논문으로 나오긴 했었다.

이 사람은 원래 마취과 의사이고 전공은 조직공학(Tissue Engineering)이다. 논문 목록 즉 전통적으로 줄기세포를 연구하는 사람으로 분류되는 사람은 아니라는 이야기. 그것도 그럴 것이 이사람이 가지고 있는 아이디어는 종래의 주류 줄기세포 / 발생학의 전통과는 좀 다른 방향에서 시작되었고, 추구하는 방향도 좀 틀리다는 이야기이다. 이 사람과 이 사람의 형인 Joseph Vacanti 라는 사람이 네임드로 있는 ‘Tissue Engineering’ 의 정의가 처음 규정된 것은 1993년이다.

참조

뭐 자세히 설명하긴 귀찮고, 이전부터 기존의 줄기세포를 연구하던 사람들이면 상당히 이단스럽게 여길 이야기들을 해 왔는데

– 물리적인 손상에 대해서 동물은 스스로 재생할 수 있는 능력이 있는데 (상처가 아물고 등등)

– 성인의 체내에는 다른 세포로 분화할 수 있는 줄기세포 비스무레한 것이 존재하고

– 이러한 것들이 새로운 세포로 분화되어 상처가 치유될 수 있슴다.

그러나 이러한 이야기들은 어디까지나 ‘소수파’ 로 남아 있었다. 대개의 반응 ‘이 의사양반 어디서 약을 팔어’ 그런데 이 랩에 와세다 대학 응용화학부 박사과정인 오보카타라는 사람이 연구생으로 2011년에 연수를 가게 되었다. 오보카타라는 사람 역시 생물학을 학부때 공부한 사람이 아닌, 화학베이스의 사람이라는 것을 기억하자. 선무당들이 생사람 아니 생쥐를 잡는현장이 요기잉네?

암튼 오보카타가 제일 처음 실험을 한 것은 다음의 가설이었다. “포유동물에서 외부 환경적 자극에 의해서 완전히 분화된 세포가 줄기세포와 비슷하게 될수는 없을까? 도룡뇽이 팔다리를 잘리면 재생을 하듯이..

웬만한 생물학 전공 교수한테 이런 프로젝트 하겠다고 하면 그 얼굴이 어떨지가 궁금해지는데 “레벨88 교수님이 재떨이던지기를 시전합니다”

이런 가설에 따라서 물리적인 자극, 즉 온도, 물리적인 스트레스, pH 등등등 온갖 개잡다한 조건으로 세포를 고문하기 시작하였다. 그렇다면 줄기세포가 아닌 분화된 세포가 줄기세포적인 성질을 가지게 되는지 아닌지는 어떻게 간단히 모니터링하는가? 이를 위해서 이전에 개발된 Oct4 프로모터에 GFP가 들어가 있어서 세포가 만능성 (Pluripotency) 을 가지게 되는지의 여부의 중요한 마커인 Oct4의 발현을 GFP 형광으로 모니터링할 수 있는 마우스를 이용하여 (문헌)

즉 이 마우스 잡아서 혈액의 구성성분을 만드는 지라(Spleen)에서 완전히 조혈세포로의 길을 걷도록 분화되어 더이상 줄기세포관련 마커를 발현하지 않는 체세포인 CD45+ 조혈모세포를 분리한 후 여기에 이런저러한 자극을 주었다.온도, 스트레스, pH..

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그런데 여기서 pH 5.7 에서 약 25분 처리를 하니 Oct4가 발현되어 GFP 시그널이 뜨는 현상이 발견되었다.

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일단 말보다 동영상 고고 

약 7일에 걸쳐서 세포를 배양하면서 사진을 찍어서 동영상을 만든것인데, 똥글똥글한 조혈모세포 중간에서 보면 알다시피 약 3일째부터 초록색 형광, 즉 줄기세포의 마커인 Oct4가 발현되는 너부적한 세포가 출현한다.

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죽은쎌과 GFP 형광발현되는 쎌을 숫자로 세서 정량화했더니

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약산성 용액으로 30분간 처리를 하고 배양한 후 첫날부터 3일까지는 전체적으로 살아있는 세포가 확 줄지만 죽어가는 세포중에서 Oct4 발현이 되기 시작한다, 즉 만능분화를 할 수 있다는 조짐을 스리슬쩍 보이는 것을 알수있다.

여기까지만 해도 상당히 놀라운 발견이지만, ‘풋, Oct4만 발현된다고 줄기세포로 볼수있겠음? 그리고 이건 Oct4 프로모터에 GFP 달린 컨스트럭트인데, endogenous 한 Oct4 나왔음?” 하는 이야기가 당연히 나올것이다.

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Oct4-GFP만 있는게 아니라 Oct4, Nanog, E-Cadherin 등의 마커들이 다 뜬다. 되는데요

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mRNA 레벨에서 ES 셀에서는 다 뜨지만 분화된 CD45+ 셀에서는 안뜨는 마커인 Nanog, Sox2 등이 저 초록색 괴세포에서 다 뜨는건 기본이며

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보통 ES셀에서는 항상 개빵빵하게 발현되는 Oct4, Nanog 등의 프로모터에는 거의 메틸레이션이 되어있지 않지만, 분화되면 메틸레이션되면서 장치가 정지합니다 하는게 보통인데 초록색 나오는 괴세포는 Oct4, Nanog프로모터의 메틸레이션이 다 풀려있었다. 반면 같이 컬쳐해서 똥글똥글하게 남아있던 넘들은 메틸레이션된 상태로 이런 유전자가 남아있었다.

그다음에는 이렇게 만능분화력을 가졌는지를 알아보는 차례로써 세포외에서 내배엽, 외배엽, 중배엽으로 분화하는지를 알아보는 차례.

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각각 발현해서 해당하는 세포에 상응하는 마커단백질을 잘 발현하는 것을 알수있다. 분화능력 OK.

그다음에는 이렇게 형성된 세포를 쥐에 찔러서 테라토마를 형성하는지를 보는 실험. 즉 실제생물 외가 아닌 실제 쥐 몸속에서도 분화능력이 있는지를 보는 실험으로써 줄기세포계에서는 거의 기본메뉴로 들어가는 것이다.

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아래 염색그림, 즉 각각의 외배엽, 중배엽, 내배엽에 해당하는 마커를 발현하는 그림이 바로 자신의 박사과정 논문때의 관계없는 결과 사진을 그대로 복붙한 그림으로 밝혀짐.

되는데요…Lv8벌레님 여기서 이러시면 곤란합니다

사실 야마나카 아저씨가 iPSC 를 처음 만들었을때는 아마 요정도의 실험만으로 해당 세포가 pluripotency를 가진다는 것이 입증된 ‘줄기세포’ 라는거라고 논문이 나갔다. 아마도 예상컨대 이정도의 데이터가 모였을때 (한두개의 데이터가 빠졌을수는 있겠지만) “우와 pH 만 바꾸는 것만으로 줄기세포 만들수 있ㅋ음’ 하고 중추신경 잡지에 논문을 던졌을거다. 그러나 아마도 이 단계에서 ‘…..못믿겠씀’ 정도의 이야기가 나와서 논문이 리젝이 되었겠지…

그런데 지금 이렇게 만든 세포가 과연 흔히 말하는 ‘줄기세포’ 인가에 대해서 몇가지 의문이 제기되기 시작하였다. 일반적으로 줄기세포의 골드스탠다드라고 알려진 배아줄기세포 (ES 세포라고 뒤에서부터 약칭) 의 특징을 요약하면

(1) 만능성 (pluripotency) 을 가진다. 즉 개체를 이루는 모든 세포로 분화할 수 있는 능력을 의미한다

(2) 자기재생능력 (Self-Renewal) 을 가진다. 즉 일단 분화된 세포가 몇대의 분열을 거치면 더이상 세포의 성질을 유지하지 못하는데, 줄기세포는 언제나 만능성을 가지며 자기복제를 유지할 수 있는 성질을 유지한다.

그런데 여기서 만들어진 ‘괴세포’ 는 만능성은 확실하지만 자기재생능력은 극히 제한된다는 묘한 특징을 보여주었다.  나갈때는 마음대로지만 있을때는 아니란다 이 이야기는 여기서 만들어진 ‘괴세포’ 가 배아줄기세포와 동일한 세포는 아니라는 것을 암시해준다. 그리고 ES 셀의 경우에는 세포를 개별적으로 분리해두면 자기복제하면서 디글디글 붙어자라는 소위 ‘콜로니’ 를 형성하는 것이 특이점인데 여기서 만들어진 ‘괴세포’ 는 그런 능력이 읍다.

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ES셀은 세포를 낱개로 분리하여 3일을 키우면 복제되며 디글거리는 콜로니 형성. 그러나 이 괴세포는 그런거 읍ㅋ다  즉 결론은 이 세포는 ES셀처럼 완벽한 만능분화능력을 지니나, 자기재생능력은 제대로 가지고 있지 않다는 이야기.

그다음에 알아본 의문은 “과연 조혈모세포만 되나? 다른세포는?” 에 대한 의문이다. 골수, 뇌, 간, 연골등등 온갖 잡세포들에 대해서 동일한 처리를 해보니

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즉 조직이나 세포에 따라서 효율은 차이가 있을지언정 결론은 항상 ‘되는데염?’

즉 pH 낮은솔루션에 푸욱 30분 동안 담궜다 7일키우면 다 Oct4-GFP 세포뜨고, 이런것들에게 줄기세포마커 5종세트 (Oct4, Nanog, Sox2, Klf4, Rex1) 발현조사해보니 다 나오고…즉 결론은 세포를 안가립니다….

아마 여기까지 데이터 뽑고 또 한번 논문 던졌을거다. 그러나 누군가 리뷰어가 ‘너네 세포가 하나의 완전한 개체가 되지 않는이상 몬믿게따.’ 딴지걸었을거다. 그리하여 쥐복제를 세계최초로 하고 핵이식에서는 신의손이라고 불리는 와카야마 테루히코라는 사람의 역할이 여기서 부각된다.

참고로 이사람이 최근에 한 일 중의 하나는 쥐 (마우스)를  복제하고 복제한걸또복제하고를 무려 25대에 걸쳐 할 수 있다는 것을 보인것이다.

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논문

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쥐복사장인

아마도 오보카타씨가 최초 연구를 시작한 곳은 미쿡이었지만, 이 연구를 완성하기 위해서는 이런 전문가들의 도움을 받아야 한다고 생각했기 때문에 학위를 마치고 리켄으로 포닥을 시작했을 것 같다.

여튼 여기서 보여준 것은 약산성 용액으로 처리하여 만들어진 셀을 마우스 배반포에 이식하여 과연 이 셀이 태어나는 개체에 기여할 수 있는지를 알아보는, 가히 줄기세포를 만들었다고 하면 이것을 보여주는 증거의 종지부격인 실험인 것이다.

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일줄로 요약하면 ‘되는데요?’ 이제 너의 패턴은 다 예측되었다

이사람들이 한 일은 이렇다.

– 일단 GFP가 전체적으로 발현되는 (처음에 쓰였던 Oct4-GFP와는 다르다) 세포로 그넘의 짱센세포 (이제 이름을 붙였다.  stimulus-triggered acquisition of pluripotency의 약자로 STAP Cell이라고 부르겠다) 를 만들고 이 세포덩어리를 칼로 찍 잘라 마우스의 배반포에 찔러넣었다. 일반적으로 형질전환생쥐를 만들때 하는 방법이다.

–  이때 정상적인 배반포와 tetraploid (4N) 로 만들어진 배반포에 동시에 찔러넣었다. teraploid 로 만들어진 배반포 유래의 세포는 염색체가 보통의 2배가 들어있는 상태이므로 배반포 단계까지는 발생이 가능하지만 착상된 이후에는 싸그리 다 죽어서 남아나지 않는다.

– 즉 정상적인 배반포 + 초록색 형광이 나는 STAP Cell 을 찔러넣은 경우에는 반포 유래의 셀 + STAP Cell 유래의 셀이 섞여있는 가 나오며

– tetraploid (4N) 배반포에 형광이 나는 쥐 STAP Cell을 찔러넣은 경우에는 4N 유래의 배반포유래의 셀은 착상후 다 죽고, 즉 STAP Cell 유래의 셀 (초록색 형광이나는) 로만 이루어진 쥐가 나온다.

형광 (즉 STAP Cell에서만 유래된 셀로 유래된 쥐) 이 나는 쥐의 심장박동

이제 끝이겠지? 했는데 아직도 더 보여줄게 남았다. 이건 미친짓이야 여기서 나가겠어 살다살다 정말 징한 인간들이다.

앞에서 만들어진 STAP 셀은 ES셀과는 다르게 자기재생 (Self-Renewal) 능력이 극히 떨어진다고 했다. 그리고 콜로니도 형성안하고. STAP 셀은 만들어진 조건에서 계속 키우면 3일만에 다 죽어버린단다. 그런데 이 배지에 기존에 ES셀을 키우는데 사용하는 배지로 배지를 바꾸니 STAP 셀은 마치 ES셀과 비슷한 셀로 짠~ 변신을 하는 것이 확인되었다. 이렇게 형성한 세포를 분리하면 마치 ES 셀과 같이 콜로니형성하고, 테라토마 형성하고, ES셀과 마찬가지로 4N 배반포에 찌르면 ES셀 유래의 chimeric mouse 만드는 식으로 마우스를 만들 수 있고.

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즉 ‘쳇, 만능성을 가졌다곤 라곤 하지만 진정한 줄기세포가 아니야 너님들의 셀은’ 하고 딴지를 걸었더니  ‘풋, 이걸로 레알 줄기세포를 만들면 되지‘ 하고 간단한 배지교환으로 완전히 ES셀과 비슷한 줄기세포를 만들어 버렸다. 뭐야 이넘들 무서워….그리고 이렇게 만들어진 줄기세포를 STAP-Stem Cell 로 명명하였다.

그렇다면 이렇게 만들어진 줄기세포는 기존의 ES 셀과 마찬가지로 다른 세포로 분화가 가능한가? 당근빠따구요…쥐를 통째로 만드는데 그게 안될까. 인증동영상으로 STAP 셀 만들고 이것을 STAP-Stem Cell 로 전환하고, 여기서 기존에 알려진 방법대로 심근세포로 전환했다. 세포가 쿵쿵 뛰는 ㅋㅋ

물론 여기에 소개되지 않은 보조데이터들도 더 있으나 지면이 부족해서 (보다는  내가 지쳐서) 암튼 보통 iPS 셀을 새롭게 만들었다에서 여러개의 논문에서 보여줄 내용을 한꺼번에 보여줘서 완벽한 만능성을 가지는 세포, 여기서 한번 더 변신하면 줄기세포가 되는 세포를 단순히 pH 좀 낮춰주는 것만으로 만들었다는 충격적인 결과를 보여준 셈이다.

그런데 이게 끝이 아니었다. ㄷㄷㄷ 펀치는 원투스트레이트가 제맛이죠 고만해 이 미친놈들아

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왜 또 별도의 논문이 나가는가? 이를 위해서는 지난번에 알아보았던 배아의 발생과정 그림을 다시 꺼내올필요가 있다. Screenshot 2014-02-03 22.32.00

난자와 정자가 만나서 Zygote 단계가 되면 이때는 Totipotency 하다고 한다. 만약 두 세포로 분열된 상태에서 이걸 두개로 쪼개면 그대로 각각의 배반포로 진행되어 완전히 동일한 유전정보를 지니는 일란성 쌍동이가 태어난다. 이렇게 8세포 전까지의 모든 세포는 동일하며, 이때의 세포는 이론적으로 세포 하나하나가 개체로 발생할 수 있는, 전능성 (Totipotency)을 지닌다고 한다. 그렇지만 일단 세포분열이 8세포기를 지나서 배반포를 형성하게 되면 배반포는 크게 2종류의 세포로 나뉘는데,

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1. 배반포의 외부를 이루는 trophoblast (이건 나중에 태반이 된다)

2, 내부 세포괴 (Inner Cell Mass)를 형성하는 embryoblast (태반을 제외한 모든 세포를 이룬다) 

즉 embryonic stem cell 을 만들었다고 하면 보통 내부세포괴에서 스템셀을 뽑아냈다라는 이야기이이다.

그런데 앞서 논문에서 여기서 만든 STAP 셀은 ES셀과는 좀 다르지만, ES셀과 비슷하게 만들어질수 있다라는 이야기를 했다. 

그리고 STAP 셀을 쥐의 blastocyst 에 찔러서 쥐를 만들어보니, 경천동지할 사건이 ‘또’ 일어났는데.

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일단 a 에서는 GFP를 발현하는 통상적인 ES셀을 배반포에 찔러서 chimeric mouse를 만들었다. 당연한 이야기지만 GFP 형광을 발현하는 ES셀을 ICM에 섞어주게 되니 나오는 마우스에서는 당연히 형광이 나오지만, 배반포를 구성하는 tropoblast 는 GFP 형광을 발현하지 않고, 찔러준 ES 셀은 trophoblast로 갈 수가 없으므로 태반에는 형광이 나오지 않는다.

그러나 STAP Cell 을 앞의 논문처럼 잘라서 배반포에 때려넣으니, 태반에 형광이 똭!

태반에 형광이 똭! 했다는 것의 의미를 이야기하면,

8세포기까지의 배아는 세포 하나하나가 전능성(Totipotency)을 가지고 있는데

요기서

– ICM이루는 ES Cell

– 배반포의 껍데기이며 나중에 태반이 되는 Trophoblast

이게 이렇게 새끼를 칠 수 있는데,

STAP 셀을 찔러넣으면

1. ES Cell도 되고,

2. Trophoblast도 되고.

STAP 셀은 ES셀과 Trophoblast가 동시에 될 수 있는, 일종의 전능성 (Totipotency)를 가지고 있는 세포라는 것이다. 앞서 논문에서 언급하였듯이 STAP 셀은 그 자체로만은 ES 셀과는 조금 성질이 틀리지만 ES셀과 거의 같은 성질을 가진 STAP-Stem Cell로 변환될 수 있다. 그렇다면 STAP 셀을 Trophoblast 로 변화시킬 수 있을까?

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결론을 말하면 된다. STAP 셀에 fgf4 라는 팩터를 처리하면 trophoblast 와 유사 세포가 되는데, trophoblast의 특징으로는 Oct4 가 발현이 안된다는 것. 그리고 cdx2 라는 단백질이 trophoblast의 마커이다. STAP 셀에 fgf4 처리하면 Oct4 발현은 줄어들고. 특이한 것은 STAP 셀에는 원래 cdx2 가 발현된다는 것.

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결론적으로 STAP 셀은 조건에 따라서 ES셀과 비슷한 성격을 가지는 세포로 변화할수도 있으며, trophoblast 의 성격을 가진 세포로도 변화할 수 있다는 것. 즉 이 세포는 기존에 알려진 단순한 ‘줄기세포’ 가 아닌 그보다 한단계 위의 분화능을 가진 세포라는 것. 마치 수정 직후의 배반포가 되기 전의 morula 단계의 배아세포 (개별 세포가 하나의 개체가 될 수 있는 전능성을 가진)와 비슷한 세포를 만들어 버린 것이다. 

그래서 어쩌라고?

그래서 결국 결론이 뭐냐?

1. 완전히 분화된 세포를 pH 5 정도의 약산성에 처리하는 것만으로 기존에 알려진 어떤 줄기세포보다도 분화능이 뛰어난, 거의 전능성을 가진 괴물세포가 창조되었다.

2. 그동안의 배아줄기세포, 체세포복제 줄기세포, iPSC 등 인간이 분리해 낸 어떤 줄기세포류보다도  한단계 위의 만능성을 지닌 세포이다.

3. 조건에 따라서 포유동물의 경우 단순히 외부적인 환경자극에 의해서 줄기세포가 생길수 있다는 것을 의미한다. 즉, 팔다리가 잘리면 이것이 복원되는 도룡뇽의 능력 중 일부는 쥐나 사람에게도 남아있을지 모른다라는 생물학적 상식을 초월하는 그런 이야기이다.

이것은 포유동물의 완전히 분화된 세포도 조건에 따라서 당근 (….) 수준의 전능성을 가질 수 있다라는 것을 암시하는 거의 충공깽스러운 연구이다. 세포가 전능성을 가질수 있다는게 무슨 의미냐면, 내 팔에서 채취한 피부세포를 이용하여 복제를 한다면, 기존에는 난자의 핵이식을 통한 체세포 핵이식 방법이 유일한 방법이었지만, 이젠 아예 이런 과정이 필요없는 복제가 가능할수도 있다는 이야기이다.  아직은 안된다. 안해봤으니까.ㅋㅋ

다르게 말하자면 그나마 난자 쥐어짜내기로 개복제는 했어요 복제 줄기세포는 못만들었지만으로 연명하시던 어떤 분은 이제 그 복제기술 자체가 동물복제에 있어서도 아무짝에도 쓸모없는 것이 되버렸다는 의미일수도 있다. 

(아님 최후의 기회라면 시베리아에서 캐온 맘모스 세포는 오랫동안의 스트레스때문에 이미 STAP 셀과 비슷한 상태로 되어있을지도 모른다. 걍 눈딱감고 코끼리 자궁에 넣어보는것도 차라리 나을수도 있다. 전능성을 가진 세포면 맘모스가 똭!)

그러나 다음의 한계를 가지고 있다.

1. 아직은 , 그것도 태어난지 2주밖에 안되는 쥐에서 유래된 세포에서만 성공하였다. 어린쥐는 되는데 어른쥐는 안된다

왜 어린쥐와 어른쥐의 세포가 틀린지도 매우 궁금하기 짝이 없다.

2. 사람 등등의 다른 동물에서 유래된 세포에서 되는지는 아직 모른다. (지금 누군가들은 열라게 하고 있을 것이다)

3. pH 를 낮추는 간단한 처리가 유전정보에 어떠한 영향을 미치는지, 도데체 무슨 일이 일어나서 이러한 리프로그래밍을 이루는지는 아직 모른다. 

이거 하나 밝힐때마다 오보카타씨는 중추신경 논문이 하나씩 떨어진다.

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4. 이걸 가지고 재생의학이 어떻게 될것이냐, 과연 쓸모가 있을것인지는 해보기 전에는 잘 모른다.

그러나 확실한 것은 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16904174 츠자는  판도라의 상자를 지금 열어버린 것은 분명하다.

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아마 내 기억에 완전한 무명에서 이런 충공깽스러운 내용을 들고나온 과학자는 그닥 많이 못봤다.

그러면 이런 것을 물어볼 사람이 있을 것이다. “그 당시 황모씨가 줄기세포를 진짜로 만들었으면 그것과 이것을 비교하면?”

황모씨가 진짜로 줄기세포를 못 만든 게 이제와서는 한국의 천운이 되버렸다. 

난자를 기증하고, 난자를 쥐어짜내기하는 온갖 개삽질을 하면서 줄기세포를 하나 만들까 말까 하는 상황에서  난자따위는 전혀 필요없으며, 줄기세포의 골드스탠다드인 수정란 배아줄기세포보다도 짱센 킹왕짱 세포가 약산성 처리만으로 나오게 된 상황이 왔더라면 거의 국민적인 개맨붕에 빠졌을것이다.

지금까지 한 이야기가 넘 어렵습니까? 그러면 이런 비유는 어떨지. ㅋ 뭐 이것의 임팩트를 생물학에 전혀 관심이 없는 사람에게 비유한다면 대충 이런 소리다.

아이폰이 깨지거나 고장나면 어떻게 하나요?
애플케어를 아예 처음부터 가입하거나
돈내고 유상 리퍼를 받거나,
아니면 사설수리를 찾거나,
아니면 이베이에서 부품을 사서 분해서서 자가조립을 하거나..
뭐 이런 삽질을 하고있는 와중에

클*랑이나 뽐* 사이트에  ‘고장난 아이폰, 떨어져서 깨진 아이폰을 뜨뜻한 아랫목에 30분 이불덮어 놓아두면 리퍼, 아니 비니루도 안뜯은 케이스에 담긴 넘으로 재생되요‘ 하는 이야기를 들은 기분?

그래서 ‘와 유딩돋네ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ’ 했는데 속는셈 치고 아랫목에 이불덮어놔봤엌ㅋㅋ

그런데 이불을 들추니 박스도 안뜯은 아이퐁이 똭 놓여있어…뭐 이런수준의 이야기임.

이해되심?

뭐 차후의 변동과정은 그때그때 논읽남 하겠슴다.

오늘의 논읽남 : “Q : 그 일본츠자가 한 일이 그리 대단한거냐?” (전편)

오늘의 논읽남은 장안의 화제인 논문을 다루어보도록 하자.

Obokata et al., Stimulus-triggered fate conversion of somatic cells into pluripotency, Nature 2014

Obokata et al., Bidirectional developmental potential in reprogrammed cells with acquired pluripotency, Nature 2014

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뉴스에 많이 나오신 이 츠자 양반 논문 말이다. 과연 이렇게 뉴스로 떠들만큼 대단한 일인가?

“넹”. 제곧내라니깐요

물론 과학즈질만담블로그인 본 블로그에서는 오보카타 박사님의 독특하신 실험복 패션에 대해서 좀 떠들다가 지나갈수도 있을 것이다. 그러나 사안이 사안인 만큼 (본 연구소의 본 사명인 세계정복을 위한 괴수창조에도 영향을 받는다) 도데체 이 양반이 한 일이 어떤 의미를 가지고 있는지에 대해서 조금 뒤벼보도록 하자. ㅇㅋ? 그러나 본 블로그 주인장은 어디까지나 줄기세포 업자가 아닌 관계로, 여기서 다루는 내용의 깊이란 하일성이 해설하는 월드컵 축구경기의 전망과 비슷한 수준일 것이라는 것을 미리 전제에 깔아두고자 한다.

일단 줄기세포가 뭐냐에 대해서……2005년 겨울에 열심히 공부하셨다구요? 지금쯤 쿨타임 돌아왔습니다. 반납하셨을테니 잠깐만 알아보도록 합시다?

1. 한국인이면 제발 줄기세포 좀 응원공부합시다

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출처 : 위키피디아 (stem cell 치고 구글 이미지 검색하면 일빠로 나오는 그림)

우리는 “야 이 단세포같은 녀석들아” 하고 세포 하나짜리 생물을 개무시하곤 하지만 그러지 마라. 너네들도 옛날에는 세포 하나짜리였다. 즉 유전자 한쌍조차 아닌 달랑 n=23 개 DNA들고 만난 정자와 난자가 만나서 생긴 최초의 세포를 Zygote 라고 하는데, 여기서 우리를 이루고 있는 모든 세포가 만들어진 것이느니라.

세포가 한넘에서 두넘, 두넘에서 네넘, 네넘에서 여덟넘으로 이루어지는 과정이 수정후 며칠간 이루어지게 되는데, 이때까지의 세포 하나하나는 한넘이 완전한 개체를 이룰 수 있다고 한다. 뭐 업자용어로 전능성 (totipotency)을 가졌다고 카드라.

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그렇게 8개 세포기를 지난 배아는 이때부터 역변하기 시작하는데, 세포의 갈림길이 이루어지는게 바로 배반포 (Blastocyst) 단계이다. 이게 바로 그 황빠님들이 좋아하던 그 배반포다.

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출처는 말안해도 위키피댜래니깐

이때부터 세포는 크게 두가지 종류로 나뉘는데, 외부를 이루고 있는 세포를 trophoblast 라고 하며, 이는 나중에 태반을 이루는 성분이 된다. 내부에 있는 내세포괴 (Inner Cell Mass)가 진짜배기인데, 바!로! 줄기세포라는넘이 내세포괴에 있다는것이고, 이 내세포괴에 있는 줄기세포는 생물을 구성하는 모든 세포로 분화할 수 있는 능력을 가진다.

그런데 왜 이게 중요하냐구? 사람은 어떤 의미에서 당근(…)이나 도룡뇽(-.-) 보다 조낸 열등한 존재인데, 우리가 사고로 팔다리를 잃었을 경우, 뭐 그럼 땡. 그런데 도룡룡느님은 잘린 팔을 재생하신다.

당근느님은 뿌리에서부터 통째로 당근을 재생해 내신다.

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그런데 만물의 영장이신 호모 싸피엔스느님은 이게 안된다! 즉, 앞에서 말한 배아단계, 즉 배반포가 되기전까지는 그게 가능하지만, 배반포가 생기고, 그 이후부터 게임컨티뉴를 누른 다음에는 리로딩이 안된다는 것이다! 그러니 매우 좋지 않은 곳에 총알이 지나간 심모 형님은  K.O. J. A 가 될수밖에 없는 것이고, 교통사고로 척수가 마비된 사람들은 영영 다시 일어설 수 없는 것이다. 당근보다, 도룡뇽보다 못한 우리 호모싸피엔스. 참 후졌죠?

당근보다, 도룡뇽보다도 열등한 호모사피엔스의 처지에 낙담하지 않고 “나의 호모싸피엔스는 그렇지 않아!” 를 외친 분들이 계셨다. 이들이 주목한 것이 발생과정에서 사람등의 포유동물도 어느 시점에서는 전능성 (totipotency)를 가진다는 것이었다. 그렇다면 배반포 단계에서 모든 세포로 발생할 수 있는 트랜스포머…아니 뭔가 뭐시기 짱센세포를 뽑아내면 이걸 가지고 사람도 매우 좋지 않은곳에 총알이 지나가도 이것을 되살릴 수 있지 않을까 하는 등등의 깜찍한 기대를 가지고 여러사람이 달라붙어서 연구를 하기 시작했다.

1980년대 초반에 쥐의 수정란에서 배아줄기세포 (Embryonic Stem Cell)을 뽑을 수 있다는 것을 처음 발견한 이후, 1998년, 위스콘신대학의 제임스 톰슨이라는 아저씨가 인간배아로부터 최초로 배아줄기세포를 뽑아서 배양할 수 있다는 것을 확인하였다.

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가운데가 줄기세포 콜로니.

그런데 여기서 문제가 해결된 것은 아니라는 게 함정. 세포를 이식을 하던 장기를 만들던 문제는, 사람은 자신의 유래의 세포가 아니면 남의 것으로 인지하는 면역반응을 가지고 있고, 이것을 해결하기 위해서는 결국 유전정보가 동일한 줄기세포가 있어야 한다는 말씀. 그런데 난자와 정자를 수정하여 만들어진 배아라면 결국 자신과는 다른 유전정보를 가질 수 밖에 없으며, 결국 수정란에서 유래된 배아줄기세포는 의학용으로는 그닥 쓸모가 없다라는 이야기이다.

이것을 극복하기 위해서 21세기 전반부에 일어난 일은, 체세포 핵이식 (Somatic Cell Nuclear Transfer) 에 의해서 복제배아를 만드려는 시도였다. 여기서 복제양 돌리까지 설명하긴 넘 귀찮다. ㅋ 걍 구글이미지 검색 신공 짜잔.

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즉, 체세포에서 핵치환을 한 다음 생성된 배반포를 자궁에 이식하면 복제동물을 만들 수 있지만, 이것을 배반포 단계에서 줄기세포가 들어있는 세포내괴 (Inner Cell Mass)를 취한후 이걸 배양, 참 쉽죠?

쉽긴 개뿔…….동물복제의 경우 일단 복제배반포까지 만든 다음 일단 자궁에 때려넣으면 대개는 죽지만, 어쩌다 한놈이 걸리면 태어날 수 있고, 그러면 ‘복제 완료’ 가 된다. 그러나 자궁이라는 것은 배아에게 최적의 환경이고, 우리는 세포외에서 배반포를 작살낸 다음, 여기서 만능성 (pluripotency) 을 지닌 줄기세포만을 배양해 내야 한다. 2004년-2005년 한국을 시끄럽게 한 그 모 사건이 이런 것을 시도하다가 성공하지 못한데서 발생한 일이다. 여튼..

그렇게 난자 가지고 낑낑거리다가 2006년에 일대 사건이 터지는데, 일본의 ‘야’ 모 아저씨 가 배아줄기세포에는 많이 발현되지만 체세포에서는 발현되지 않는 전사인자 (Transcription Factor) 를 체세포에 발현시키면 체세포를 줄기세포로 변형시킬 수 있지 않을까 하는 귀신 시나락 까먹는 (당시 기준으로) 깜찍한 아이디어를 가지고 결국 4개의 전사인자 (Oct4, Sox2, Klf4, Myc. 약칭 OSKM) 를 발현시키면 체세포를 줄기세포 비스무리한 만능성 (pluripotency)을 가진 세포 (induced Pluripotent Stem Cell) 로 변화시킬 수 있다는 논문을 발표하셨다.

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그래서 한번 운명이 결정되면 뒤로는 못돌린다고 알려진 세포의 운명을 개척하는 신시대가 열리게 된 거시다. 이후에 일어난 일들은 4개의 Factor 를 줄여보기, 바이러스 벡터 대신 RNA, Protein, miRNA 등등을 이용하여 만들어보기. 아니면 아예 줄기세포를 거치지 않고 다른 Cell Lineage로 점프하기, 화학물질을 이용하여 만들어보기 등등..한번 봇물이 터진 이후에 수많은 방법들이 쏟아져 나왔다.

뭐 근데 이런 내용은 굳이 본격즈질과학만담블로그를 안가도 알수 있는 내용, 즉 과학뉴스만 열심히 눈팅해도 다 아는 이라고 쓰고 안다고 착각한다고 읽는다내용 아닌가? 즉 실제 그 내면의 과학에 대한 알맹이는 없는 이야기라는 것이다. 이제 여기에 대해서 또 한타임 떠들고자 한다.

우리의 오보카타 박사님하의 업적은 언제 설명할거임?” 하는 오빠 (Dr. Obokata의 팬? 이므로 오 – 빠다. 황빠는 끝이고 오빠가 대세입니다. 고갱님)님들은 좀 기다리시죠.

2. 리프로그래밍 (Reprogramming)

그렇다면 야 아저씨가 4개의 전사인자를 넣어서 분화된 세포를 줄기세포 비스무레하게 돌리는 현상을 뭐라고 이야기하나? 이런 것을 리프로그래밍 (Reprogramming)이라고 한다. 여기 컴터 프로그래밍 짜본사람이라면 이 리프로그래밍의 개념을 좀 헷갈릴 수 있는데 기왕 프로그래밍 이야기 나왔으므로 리프로그래밍을 여기에 비유해서 설명하도록 한다. 난 컴맹이라고? 님 생물도 모르고 컴터도 모르고 대책읍슴다.

사람의 유전체에는 약 2만개 정도의 단백질이 있는데, 이것들 하나하나를 특정한 기능을 수행하는 모듈이라고 비유를 하자.  제대로 된 예라면 DNA는 일종의 펌웨어라고 생각하면 될 것이다. 여기서 중요한 것은 사람에게는 오만잡다한 세포가 다 있는데, 이들이 모두 하나의 펌웨어를 공유한다는 것이다. 즉 심근세포건, 뇌속의 뉴런이건, 총알이 스치면 영 좋지 않은 곳의 주 구성성분인 평활근 세포건, 피부세포건 모두 다 동일한 펌웨어를 쓴다. 단. 2만개의 펌웨어에 있는 모듈 중 자신들이 필요한 모듈 수천가지 정도만 적절히 메모리에 로딩해서 사용한다는 것이 틀리다. 뭐 고 잡스옹네 사과가게에서 나오는 제품들인 아이맥, 아이패드, 아이폰, 아이팟 등이 동일한 펌웨어를 공유하고 있다는 식으로 생각해 주면 적절한 비유랄까?

여기서 세포분화과정을 다시 한번. 구글 이미지 검색하면 대충 이런 그림 나온다.

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어디로 튈지 모르는 우리 줄기세포 느님은 2만개 중 상당수의 모듈이 그냥 켜져 있는 상태이다. 반면 특정한 계열의 세포에서만 필요한 모듈들은 꺼져 있는 상태이다. 세포분화라는 것은 결국 자신이 필요하지 않은 모듈은 램에서 삭제하고 (펌웨어에는 남아있다) 구동을 중지하고, 특정세포에서 필요한 모듈들을 샤샤샥 켜는 상태라고 할 수 있다. 사과가게 제품을 예로 든다고 하면, 줄기세포 느님은 아이퐁, 아이맥, 아이패드, 아이팟이 다 될 수 있는 일종의 준비상태인셈인데, 모듈 2만개 중 처음발생과정에 필요한 넘들 끄고, 아이퐁에 필요한 넘들만 샥샥 키면 아이퐁이 똭~ 아이패드에 필요한 모듈만 띄우면 아이패드로 똭~ 변신하는 그런 상태. 

이렇게 세포분화 과정을 거치게 되서 ‘완성품’ 세포가 되면 결국 그 세포가 필요로 하는 모듈만 딱 띄워져있는 상태가 된다라는 이야기이다.

그렇다면 리프로그래밍은 뭔가. 2만개의 모듈 중 대부분은 다 꺼져있고 필요한 모듈만 켜져있는 분화된 상태를 와장창 뒤집어서 2만개의 모듈이 거의 다 켜져있는 상태로 만드는 것이라고 이해하면 쉽다. 리프로그래밍이라니까 그냥 코드를 다시 쓴다 뭐 이런 개념으로 생각할런지 모르겠는데, 그냥 판을 뒤엎고 님이 쓴 코드 다 지워버림 ㅋㅋㅋㅋ 정도로 이해하는게 더 쉬울수도 있다. 

난 생물맹, 컴맹, 어쩌라고 하시는 분들을 위해서 다른 비유를 들어본다면,

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전능성을 가진 줄기세포는 산 정상에 있는 고무공. 자 중력에 의해서 조낸 아래로 공이 굴러떨어져 갑니다.한번 떨어지면 위로는 다시 못 올라갑니다. 그런데 한쪽 계곡으로 죽 빠져버리면 다른 계곡으로는 못 갑니다. 이게 세포분화.

그런데 이렇게 계곡 밑바닥에 빠져있는 고무공을 탱탱볼로 바꾼 다음에 조낸 세게 튕기니 산꼭대기까지 다시 올라갔다. 

이게 리프로그래밍.

야마나카의 4개의 팩터는 탱탱볼에 바운스 주는원동력

이제 이러한 것을 일으키는 실제적인 히스톤과 DNA 메틸레이션의 구체적인 화학적인 기작을….까지 하고 싶지만 여기까지 나가면 피를 토하고 쓰러질 분들도 있을것 같으므로 일단 생략. 이 블로그 잘 찾아보면 대충 써놓은거 있다.

3. 자 이제 논문을 읽어봅…

피곤한데 내일하죠. ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

오늘의 논읽남인데 논문은 내일 (어쩌면 모레) 읽어주는 초유의 사태가 일어났으니단 논문 두개 읽기 위한 예습이라고 생각하시고…내일은 진짜 읽는다.

결국 모레 읽었다. 요기 고고

근데 그냥 넘어가기 그러니 제 1저자의 랩 홈페이지 의 공지사항 소개

매스컴 들으삼

STAP 세포 연구는 겨우 출발선에 위치하고 있으며 세계에 발표해버린 이 순간부터 세계 모든 연구자들과의 경쟁이 빡시게 시작되씀. 지금이야말로 열라 빡시게 연구에 집중해야 한다고 긴장타고 있슴다.  

그런데 연구발표 기자회견 이후에 연구성과와는 관련없는 보도 열라 많이 나와서 연구하는데 조낸 지장이 많아염.  그리고 저 하고 가족의 개인정보에 대한것까지 취재한다고 디글거려서 빡치고 있고 아는사람, 친구, 동네사람 다 빡치고 있어서 열라 힘듬. 뭐 걍 소설 쓰시는 분도 있어서 그거 신경쓰느라 연구 못해먹겠음. 언론사 님들, 지금 이 연구가 조낸 중요한 시기인데, 너님들 때문에 연구못하면 책임질껴?

STAP 세포 연구의 발전을 위한 연구 활동을 긴 눈으로 지켜봐 주시길 부탁함다.

뭐 대충 이런 요지로 빡쳐서 공지 세웠다. 원문은 아래.

Jan. 31, 2014 報道関係者の皆様へのお願い

STAP細胞研究はやっとスタートラインに立てたところであり、世界に発表をしたこの瞬間から世界との競争も始まりました。今こそ更なる発展を目指し研究に集中すべき時であると感じております。

しかし、研究発表に関する記者会見以降、研究成果に関係のない報道が一人歩きしてしまい、研究活動に支障が出ている状況です。また、小保方本人やその親族のプライバシーに関わる取材が過熱し、お世話になってきた知人・友人をはじめ、近隣にお住いの方々にまでご迷惑が及び大変心苦しい毎日を送っております。真実でない報道もあり、その対応に翻弄され、研究を遂行することが困難な状況になってしまいました。報道関係の方々におかれましては、どうか今がSTAP細胞研究の今後の発展にとって非常に大事な時期であることをご理解いただけますよう、心よりお願い申し上げます。

STAP細胞研究の発展に向けた研究活動を長い目で見守っていただけますようよろしくお願いいたします。

와 이 언니 역시 멋있어 ㅋㅋㅋㅋ