교양생물11) 줄기세포가 뭐냐고?

오늘은 발생학적인 주제로 넘어가보자

발생학이란 생물학의 한 분야로 

한 생물이 하나의 작은 세포로부터 어떻게 기관형성이 되고 

하나의 개체가 되서 태어나는지에 대해 연구하는 매력적인 학문이지.

<개구리의 발생 같은거 초딩때 많이 배웠잖아?>

발생학에서 가장 중요한? 핫한? 키워드라하면 '줄기세포'를 빼놓을 수 없어. 줄기세포란 발생학 그자체라고 볼 수도 있거든.

줄기세포는 많이 들어봤을거야. 

<이분 덕분에 대부분의 국민이 줄기세포라는 단어를 접했지>

줄기세포란 뭘까?

예를 들어보자.

자 여기 멍청하게 생긴 피부세포가 있다.

이 피부세포는 어느날 갑자기 뿅하고 신경세포가 될 수 있을까?

<신경세포는 이렇게 병신같은 외모를 지니고 있다.>

아마 문외한이라도 경험상 'No'라고 정답을 맞힐 수 있을 거야.

그럼 다시 질문해볼게.

왜 다른세포로 변할 수 없지?

대부분 이렇게 말하지 않을까?

'자꾸 좆같은 소리 할래? 이미 피부세포가 됐잖아'

정답이다. 피부세포는 이미 피부세포라는 정체성이 확립되어버렸기 때문에 다른세포로 돌아갈 수 없다.

예를 들자면 게임에서 초보자 직업에서 이미 전사로 전직해버렸다면 다시 되돌아갈 수 없다. 뭐 직업 되돌리기 스킬 되돌리기 이딴 캐쉬템이 없는한은.

또한 전사는 마법사로 변할 수 도 없지. (좆같은 밸런스 붕괴 캐쉬템이 없는한은.)

대충 여기까지 읽었다면 감이 올 것이다. 줄기세포란 이런 초보자직업 즉, 전직하기 이전의 세포다.

발생학에선 이렇게 다른 직업? 다른 기능을 가진 세포로 전직하는 것을 '분화'라고 하고, 아직 분화가 되지 않은 세포를 '미분화세포'라고 하지.

이러한 미분화세포의 집단을 줄기세포라고 하는데, 줄기세포 전직 가능성에 따라 달라져

또 예를 들자면

게임에서 전직 테크가 있다하자.

<추억의 라그나로크로 예를 들어보자>

피부세포는 저 그림에서 어디쯤 있을까?

전승 2-1 or 2-2차 직업일거다. 능력이 완전히 분화 되었고 더이상 다른 세포로 분화할 필요가 없거든.

그럼 줄기세포는 어느 위치냐고?

저기 초보자직업부터 1차직업, 2차직업, 2-1차, 2-2차직업까지 모두 다야.  쟤네들을 모두 줄기세포라 불러.

하지만 각자 분화할 수 있는 차이가 있지.

그 기준에 따라 줄기세포를 나눠놨어. 한번 알아보자.

1. 전능 (Totipotent) 줄기세포

한국말로 옮겨 놓으니 참 좆같아. 차라리 영어로 하는게 더 알아듣기 편하거든

앞으로 포텐이라는 말을 많이 쓸텐데, 가능성을 지닌, 잠재력이 있는 뭐 이런 뜻으로 알아듣자

그중에서도 최고의 잠재성을 지닌, totipotent는 모오오오오든 세포로 분화할 수 있어.

뼈, 신경, 피부, 근육, 태반 등등 모든 세포로 분화할 수 있는 최고 유망주지.

다른 말로는 수정란이라고도 해

정자와 난자가 만난 수정란은 하나의 개체가 될때까지 모든 세포로 분화할 수 있잖아?

다만 8세포기까지만이야.

8세포기라 함은. 수정후 72시간이라네 저렇게 세포가 세번 분할을 거쳐서 (난할이라고 함) 8개의 세포가 됐을때까지의 세포들을 모두 

totipotent이라고 해 즉 전능줄기세포.

2. 만능 (Pluripotent) 줄기세포

좆같이 옮겨놨다고 하는 이유를 알겠지? 시발 전능이랑 만능이랑 뭐가 다르냐고 차라리 영어로 아는게 좋다 pluripotent이라 함은

아까 8세포기까지 totipotent라고 했지?

8세포기에서 몇번 더 분열을 해서 많은 세포덩어리가 되면 얘네는 슬슬 두 분류로 나뉘기 시작해

1. 바깥쪽에 있는 영양세포(trophoblast)

2. 안쪽에 있는 내세포괴(inner cell mass)

이렇게 나눠져 버리면 영양세포는 후에 태반이 되고, 실제로 내세포괴가 태아가 되는 거지.

pluripotent는 바로 내세포괴(inner cell mass)를 말하는거야.

즉 totipotent에 비해 pluripotent는 모든세포가 다 될 수 있지만 단 하나 태반은 될 수 없어.

전능 줄기세포와 만능 줄기세포는 그정도의 차이만 가지고 있다고 보면 돼.(그 차이가 졸라 중요하긴 함)

그리고 이 두 세포, 전능, 만능 줄기세포를 합쳐서 배아줄기세포라고 하지.

많이 들어봤지? 배아로부터 얻을 수 있는 세포이기 때문에 배아줄기세포라고 불러. 

배아 줄기세포를 이용한다면 모든 기관을 재생하여 팔짤렸으면 팔 재생, 귀 잘렸으면 귀재생, 암 때문에 위 잘라냈으면 위 재생 

시킬 수 있는 만능세포지만(물론 그 가능성이 있다는거지 어떻게 재생시킬 수 있는지는 연구중이다)

윤리적인 문제때문에 많은 제약이 따르는 줄기세포야. 

수정란부터 살아있는 생명이라고 보는 새끼들이 있거든 (사실상 이 문제는 존나 민감하고 애매한 문제라 뭐라 하기 애매하다.)

3. 다재 (Multipotent) 줄기세포

모든 세포로 될 수는 없어. 하지만 그래도 꽤 많은 세포로 분화 할 수 있지.

대표적인게 골수세포야

골수세포는 적혈구, 백혈구등의 혈구들을 다양하게 만들 수 있지만

그외 다른 피부세포 신경세포 이런 것들로는 분화 할 수 없지.

그림이 좀 잘못 나왔어 Hematopoietic stem cell(조혈모세포)는 multipotent야.

multipotent라서 분화가 제한됨에도 불구하고 아직도 존나 많은 세포로 분화할 수 있어.

지금까지 한 걸 요약하자면

요렇게 되지.

4. 단능 (Unipotent) 줄기세포

자 여기서 물어볼까?

어떤새끼가 잘 가고있다가 갑자기 병신같이 넘어져서 무릎이 까졌어.

그럼 거기 피부세포 새끼들은 날벼락처럼 바닥에 문질러져서 떼죽음 당했을거야.

거긴 곧 있으면 지나가던 적혈구나 간충세포 등의 세포들이 무작위로 뭉쳐져서 딱지로 메꿔져서 출혈을 방지 할 것이고.

시간이 지나면 딱지 밑에 새로운 피부세포들이 대체하게 되면서 딱지가 떨어지겠지

그 피부세포들은 어디서 왔을까?

바로 현역 피부세포새끼들 밑에 일분대기조들이 대기하고 있기 때문이야.

이새끼들은 피부세포로밖에 될 수 없어. 하지만 지금 당장 피부세포는 아니지 바깥 피부세포새끼들이 뒤지는 순간 

일분대기조들이 재빠르게 피부세포로 분화하여 그 자리를 대체하게 돼

또 다른 예를 들어보자.

펨코에 딸쟁이들 많을거야 시발 다 알아

아까 어떤놈은 독서실에서 딸친다더라.

아무튼 딸치고 나면 몸의 정자가 보충되어야 하겠지? 그때 정자로 분화되기전의 정원세포라는 녀석이 있고 이녀석이 정자로 분화하여 그 자리를 대체하게 되지. 

자 이렇게 피부세포 밑의 일분대기조나, 정원세포같은 녀석들을 단능줄기세포라 불러. 

한종류나 몇몇종류의 한정된 세포로밖에 분화할 수 없지만, 아직 완전히 분화한 상태는 아닌 녀석들

그리고 이런 녀석들은 성체로부터 얻을 수 있다고해서 성체줄기세포라고 부르지.

자 여기까지 줄기세포에 대해 정리해봤어.

얘기하다보니 줄기세포의 중요한 특징 하나를 빼먹었는데, 줄기세포는 분열능력을 가지고 있다는게 매우 중요해.

사실 분화가 완전히 끝난 체내의 대부분의 세포들은 분열능력이 없어. 

하지만 줄기세포는 분열을 해서 일정숫자를 계속 유지하려하지 (self - renewal이라고 해)

그림에서 자기한테 원형으로 화살표 되돌아오는게 self renewal이야

일분대기조새끼들이 피부세포로 대체된다면 새로운 일분대기조들이 있어야 할거아냐

최근의 노벨 생리의학상중에 일본놈이 하나 받은게 있는데

완전히 분화한 세포에게 몇몇 신호물질로 유도를 시켜 pluripotent를 만드는 유도만능줄기세포 (induced pluripotent stem cell, IPSC)

로 역분화시키는 기술을 발명해내어 노벨상을 탔지.

아직 완전한 기술은 아니지만 제대로 연구가 된다면, 성체세포를 이용한 것이므로 윤리적인 문제도 벗어나고 치료도 할 수 있는 꽤 괜찮은 미래가 펼쳐질 것 같다.

여기까지 읽느라 수고했다

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