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[IT뉴스]사람 DNA 스위치, 생쥐 뇌서도 작동…영장류 뇌 진화의 비밀 [사이언스 브런치]

온카뱅크관리자

2026-11-15 17:37:25

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="f5NIgzXSWM">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="5e71baf2d52a773932d0345b1dc5c875fc7ddd08c675016be1372034fd9ebf09" dmcf-pid="41jCaqZvyx" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202611/15/seoul/20261115173241036guyv.png" data-org-width="660" dmcf-mid="2s1bZjMVCe" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202611/15/seoul/20261115173241036guyv.png" width="658"></p>
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          <p contents-hash="01552ab0a76d1f93982fd41034f2c75eb19635d7da13ac3ceabd788b25f51ced" dmcf-pid="8tAhNB5TCQ" dmcf-ptype="general">사람을 포함한 영장류의 대뇌피질은 다른 포유류보다 넓고 복잡한 신경회로를 발달시킨다. 이 차이를 설명하는 단서는 뇌세포를 얼마나 많이 만드느냐에만 있지 않다. 어떤 종류의 신경 전구세포를 만들어낼지를 결정하는 DNA 조절 장치가 영장류 진화 과정에서 달라졌다는 사실이 새로 밝혀졌다.</p>
          <p contents-hash="0623f19511884d9bca6b464c2b0256933aa32572a8a425dd966b95c6d5378d60" dmcf-pid="6bCZOQqFSP" dmcf-ptype="general">대만 국립양명교통대, 타이페이 중앙연구원, 국립 대만대, 일본 교토대 의학전문대학원 공동 연구팀은 영장류 대뇌피질에서 신경 전구세포의 생성을 조절하는 유전자 조절 부위 ‘Dc3-4’를 확인했다고 15일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 11월 13일 자에 실렸다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="60646864e93cf55cca157a87d6bf30ad829ce19f490268fcbdf64c7dac106708" dmcf-pid="PKh5IxB3y6" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="사람의 줄기세포를 76일간 배양해 만든 미니 뇌(대뇌피질 오가노이드)를 전자현미경으로 찍은 이미지. DACH1을 발현하는 세포가 녹색 형광을 띠도록 유전적으로 조작했다. 붉은색은 뇌 줄기세포, 청록색은 분열 중인 세포를 나타낸다. 꽃 모양으로 모여 있는 세포 집단은 발생 중인 인간 뇌의 줄기세포 영역을 모방한 것이다. DACH1을 발현하면서 분열 중인 줄기세포는 이 영역의 안팎에서 모두 관찰된다.  대만 국립양명교통대 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202611/15/seoul/20261115173242329srfs.jpg" data-org-width="660" dmcf-mid="VWRAx5hDTR" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202611/15/seoul/20261115173242329srfs.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            사람의 줄기세포를 76일간 배양해 만든 미니 뇌(대뇌피질 오가노이드)를 전자현미경으로 찍은 이미지. DACH1을 발현하는 세포가 녹색 형광을 띠도록 유전적으로 조작했다. 붉은색은 뇌 줄기세포, 청록색은 분열 중인 세포를 나타낸다. 꽃 모양으로 모여 있는 세포 집단은 발생 중인 인간 뇌의 줄기세포 영역을 모방한 것이다. DACH1을 발현하면서 분열 중인 줄기세포는 이 영역의 안팎에서 모두 관찰된다. 대만 국립양명교통대 제공
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          <p contents-hash="ef34d4a175cc08838b973b00172fce6d9af424fcced906faa35dab2149649a2b" dmcf-pid="Q9l1CMb0W8" dmcf-ptype="general">이 세포는 뇌실 표면에 붙어 있는 정단 방사교세포(aRG)와 달리 대뇌피질의 기저부에 자리하는 신경 전구세포다. 여러 차례 분열하며 신경세포를 만드는 전구세포 집단을 늘리고 특히 좌우 대뇌반구를 연결하는 뇌량 투사 신경세포의 생성에 기여한다. bRG는 영장류 대뇌피질에서 풍부하지만 생쥐 같은 설치류에서는 드물다. 연구진은 인간과 생쥐의 발생 중인 대뇌피질 세포를 비교해 전사인자 ‘DACH1’을 찾아냈다. 인간과 생쥐 모두 DACH1 유전자를 갖고 있지만 유전자의 작동을 조절하는 DNA 영역은 달랐다. 연구진이 찾아낸 Dc3-4에는 조절 단백질 LHX2가 결합하는 염기서열이 있다. 이 서열은 영장류에서는 잘 보존돼 있지만 생쥐 게놈에는 완전한 형태로 존재하지 않는다. LHX2가 이 부위에 결합하면 DACH1 발현이 촉진된다.</p>
          <p contents-hash="066feff714510cca04677ef656aa550276174f5839066c68f953c0ed23518a7c" dmcf-pid="x2SthRKpW4" dmcf-ptype="general">연구팀은 줄기세포로 만든 3차원 대뇌피질 오가노이드에서도 이를 확인했다. 사람과 붉은털원숭이 줄기세포에서 Dc3-4를 제거하자 bRG의 특징을 나타내는 HOPX 양성 세포가 줄었다. 반대로 발생 중인 생쥐 대뇌피질에 사람의 Dc3-4 DNA 조각을 넣어주자 DACH1과 HOPX를 함께 발현하는 세포가 늘었다.</p>
          <p contents-hash="1dcf0c1d390f0eeea09b9ea41d6723351e06134a31f98924a92887b69240a257" dmcf-pid="yO6o4Ymjhf" dmcf-ptype="general">DACH1 자체의 효과를 확인한 별도 실험도 진행했다. 연구진은 발생 중인 생쥐 대뇌피질에 DACH1 유전자를 과발현시키고 뇌 조직 절편을 48시간 실시간 촬영했다. 그 결과 신경 줄기세포가 분열해 만든 딸세포 가운데 bRG 특성을 갖게 된 비율은 대조군의 4.17%에서 DACH1 과발현군의 14.58%로 약 3.5배 높아졌다.</p>
          <p contents-hash="03b10b079eb6b0a223f663d171356017b011af401756c6bc22c83b2822d9b0d6" dmcf-pid="WIPg8GsASV" dmcf-ptype="general">만들어지는 신경세포의 종류도 달라졌다. DACH1을 과발현한 생쥐에서는 좌우 반구를 연결하는 신경세포가 늘고 대뇌피질에서 척수 방향으로 신호를 보내는 신경세포는 줄었다. 사람 오가노이드에서 DACH1을 제거했을 때도 반대로 뇌량 투사 신경세포는 감소하고 척수 투사 신경세포는 증가했다. 반면 생쥐에서 기존 Dach1 유전자를 제거한 실험에서는 신경세포 유형에 뚜렷한 변화가 나타나지 않았다. 이는 DACH1의 작동 방식이 영장류 대뇌피질 발달에서 특히 중요할 수 있음을 시사한다.</p>
          <p contents-hash="6a9a539eb394f3b59c7796b6da579dd37f8781e792a92c58868987876d5aee12" dmcf-pid="YCQa6HOcC2" dmcf-ptype="general">연구팀은 작동 원리도 규명했다. DACH1은 마이크로RNA의 일종인 miR-215-5p의 발현을 억제한다. miR-215-5p는 세포 분열에 필요한 중심체·동원체 관련 유전자들의 발현을 낮추는데, DACH1이 이를 억제함으로써 해당 유전자들이 제 기능을 유지하고 bRG 생성이 촉진된다는 것이다.</p>
          <p contents-hash="a6e35e4b384f89f0bdbcf00fd345ba9115bbae3825027ec378d05acb4ba78826" dmcf-pid="GhxNPXIkW9" dmcf-ptype="general">연구팀에 따르면 이번 연구는 새로운 유전자를 만드는 대신 기존 유전자의 작동 방식을 조절하는 DNA 영역의 진화가 영장류 대뇌피질의 세포 구성과 신경회로 발달에 영향을 줄 수 있음을 보여줬다.</p>
          <p contents-hash="6b8c2e3563eb3888fa6456a834b34a5b7f9f5349e21415f7b2cf8486c9a37f6f" dmcf-pid="HlMjQZCEhK" dmcf-ptype="general">연구를 이끈 페이산 허우 대만 국립양명교통대 교수는 “흥미로운 것은 이 유전자가 인간과 생쥐 모두에게 이미 있지만 뇌 발생 과정에서 그 유전자가 어떻게 쓰이는지 통제하는 지시문에 따라 달라진다는 점”이라며 “뇌의 복잡성은 세포 숫자만으로 결정되지 않으며 어떤 종류의 세포가 만들어지고 그것들이 어떻게 연결되는지가 함께 작용한다는 것을 이번 연구에서 밝혀냈다”고 말했다.</p>
          <p contents-hash="c82f42e431cc2cc0d7fc766187fc8095fb028ea70523315d7c456733a558c4d8" dmcf-pid="XJF91ce4Sb" dmcf-ptype="general">유용하 과학전문기자</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 서울신문. 무단전재, 재배포, AI 학습 및 활용 금지.</p>

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