유전자도입 마우스

생명공학이 전개한 생물학의 새로운 분야 중 하나는 수정란의 유전자 조작이다. 유전자공학 기술에 의하여 분리된 수많은 유전자 디옥시리보핵산(deoxyri-bonucleic acid/DNA)은 시험관 내에서 연구되고 다시 세포에 도입되어 기능이 밝혀지고 있다. 특히 세포로 도입한 연구를 통해 유전자발현을 조절하고 있는 영역의 해석이나 유전자 산물의 분비 메커니즘, 프로세싱 메커니즘 등이 밝혀지게 되었다.

수정란의 가장 큰 특징은 잠재적으로 모든 세포로의 분화가 가능한 능력(전능성)을 가지고 있다는 것이다. 수정 직후의 난세포에 유전자 조작을 하면, 이때의 조작은 그후 발생과정중 난할과 세포분열을 통해 모든 세포에 전해져서 개체 전체에 영향을 준다. 생쥐의 수정란에 있는 전핵(pronucleus)에 외래 유전자 DNA를 미세주사로 주입시키면 수정란의 염색체에 도입되어, 그 후의 발생과정에서는 본래 염색체의 일부처럼 모든 세포에 분배된다.

도입된 유전자(DNA)의 기능을 분석하는 데 있어서 현재 정상적으로 분화된 여러 조직의 세포를 이용하여 조사할 수 있는 것은 유전자도입 마우스의 경우뿐이다. 유전자도입 마우스의 특징은 도입유전자에 의하여 자연계에는 존재하지 않는 성질이나 질환을 발현시킬 수 있다는 것이다. 실제로 암유전자를 도입시킨 유전자도입 마우스에서 조직 특이적인 암이 발생한다든지, 성장 호르몬 유전자의 도입에 의하여 성장이 촉진된 거대한 마우스(super mouse)가 만들어진다.

이러한 작용은 도입유전자의 영향 때문이며, 개체 수준에서 관찰해야만 정확히 분석할 수 있는 여러 가지 생물현상을 나타낸다. 예를 들어, 세포에 성장 호르몬 유전자를 도입하여 세포가 성장 호르몬을 분비해도 그것이 개체를 어느 정도 성장시킬 수 있는가, 피드백 작용에 의하여 다른 호르몬과의 상호작용이 어떻게 될 것인가 하는 문제는 개체까지 발생시켜보지 않으면 알 수 없다.

이처럼 유전자도입 마우스는 첫째, 도입유전자의 발현조절기구의 연구에 사용되고, 둘째, 도입유전자의 발현에 의해 만들어지는 단백질이 개체 전체에 미치는 영향 등을 분석하여 사람의 질환 모델 연구에 사용될 수 있다.