"男정자엔 쓸만한 게 없다"...‘온전한 DNA’는 엄마로부터

“정자엔 ‘온전한 미토콘드리아DNA’ 없어”…난자, 병 일으키는 ‘돌연변이 축적’ 위험 낮춰

엄마  유전자는 위대하다. 엄마 미토콘드리아DNA)(mtDNA)는 자녀에게 질병을 일으키는 돌연변이 축적 위험을 낮춰준다. 일종의 진화적 혜택을 제공한다. [사진=게티이미지뱅크]
성숙한 정자에는 쓸모 있는 온전한 ‘미토콘드리아 DNA(mtDNA)’가 없다는 연구 결과가 나왔다.

미국 오레곤대 보건과학대(OHSU)와 토마스제퍼슨대 공동 연구팀은 성숙한 정자는 신체 내 모든 세포의 발전소 역할을 하는 미토콘드리아를 약간 갖고 있지만 ‘온전한 mtDNA’는 갖고 있지 않은 것으로 나타났다고 밝혔다. 엄마의 ‘미토콘드리아 DNA(mtDNA)’만 자녀에게 전달된다는 뜻이다.

연구의 책임 저자인 슈크라트 미탈리포프 박사(배아세포 및 유전자치료센터 소장)는 “미토콘드리아 DNA(mtDNA)는 세포소기관인 미토콘드리아에 있는 고유의 유전 암호”라고 설명했다.

과학자들은 미토콘드리아 DNA(mtDNA)가 아예 인간의 난자세포에서만 나온다고 인식해 왔다.  체내 모든 세포에서 에너지를 생산하는 데 필요한 미토콘드리아 수 천개가 운반하는 유전 암호를 엄마만 제공한다고 생각했다. 과학자들은 수정 과정에서 정자가 난자(또는 발달 중인 난자)와 결합한 직후, 아빠의 미토콘드리아 DNA는 면역 등 탐색과 파괴 반응을 통해 제거된다고 봤다.

그러나 이번 연구 결과 성숙한 정자는 소수의 미토콘드리아를 갖고는 있지만, 온전한 mtDNA를 갖고 있지는 않은 것으로 나타났다. 미탈리포프 박사는 “각 정자 세포가 난자를 수정시킬 때 세포 소기관인 미토콘드리아를 약 100개 가져오지만, 그 안에는 mtDNA가 없다는 사실을 이번에 새로 밝혀냈다"고 말했다.

또한 정자 세포에는 mtDNA 유지에 필수적인 단백질인 ‘미토콘드리아 전사인자A(TFAM)’도 부족한 것으로 드러났다. 연구팀은 정자가 왜 mtDNA를 후손에게 제공하지 못하는지 앞으로 규명해야 한다고 말했다.


정자는 난자를 수정시키기 위해 미토콘드리아 에너지를 많이 사용하기 때문에 mtDNA에 돌연변이를 축적하게 된다. 반면 난자는 자체의 미토콘드리아 에너지를 사용하지 않고 주변 세포에서 에너지를 끌어와 쓰기 때문에 돌연변이를 일으키지 않는 깨끗한 mtDNA를 유지할 수 있다.[사진=게이티미지뱅크]
연구팀에 의하면 정자는 난자를 수정시키기 위해 미토콘드리아 에너지를 많이 사용하기 때문에 mtDNA에 돌연변이를 축적한다. 반면 발달 중인 난자(난포세포)는 자체의 미토콘드리아 에너지를 사용하지 않고 주변 세포에서 에너지를 끌어와 쓴다. 난자가 비교적 깨끗한 mtDNA를 유지할 수 있는 이유다. 미탈리포프 박사는 "난자는 미토콘드리아를 에너지원으로 쓰지 않기 때문에, 적어도 부분적으로는 질 좋은 mtDNA를 전달할 수 있다"고 말했다.

정자에 있는 세포소기관 약 100개는 각 난자세포에 내장된 미토콘드리아 수십만 개로 가득 차 있다. 각 세포소기관은 미토콘드리아 DNA 안에 유전자 37개를 갖고 있다. 엄마 mtDNA는 자녀에게 질병을 일으키는 mtDNA 돌연변이가 쌓이는 위험을 낮춰준다. 일종의 진화 혜택을 제공한다.

미토콘드리아는 신체의 모든 세포에서 호흡과 에너지 생산을 통제한다. 또 mtDNA 돌연변이는 심장, 뇌, 근육 등 에너지를 많이 써야 하는 기관에 치명적인 장애를 일으킬 수 있다.

연구팀은 “산모가 자녀에게 mtDNA 장애를 물려주지 않도록 돕기 위해 기증자 난자의 건강한 mtDNA를 사용한 체외수정으로 돌연변이 mtDNA를 대체하는 ‘미토콘드리아 대체요법’을 개발했다”고 밝혔다. 미국 의회의 불리한 결정으로 미국 식품의약국(FDA)은 이런 방법을 이용한 임상시험을 감독할 수 없다. 이 때문에 영국에서 질병 예방을 위한 임상시험이, 그리스에서 난임(불임) 치료를 위한 임상시험이 각각 진행되고 있다.

연구팀에 의하면 이번 새로운 발견은 인간의 난임과 생식세포 치료에 중요한 의미를 갖는다. 연구의 교신 저자인 토마스제퍼슨대 드미트리 테미아코프 박사(분자생물학)는 "정자가 성숙하는 동안 미토콘드리아 전사인자A(TFAM)가 수행하는 역할 등을 제대로 이해하면 특정 난임병을 치료하고 보조 생식기술의 효율성을 높일 수 있을 것"이라고 내다봤다.

이 연구 결과(Molecular basis for maternal inheritance of human mitochondrial DNA)는 국제학술지≪네이처 제네틱스(Nature Genetics)≫에 실렸다.

    김영섭기자

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    • seo*** 2023-09-26 09:09:22

      여자 미토콘드리아도 결국 정자와 만나 세포분열을 해야 온전하든 아니든 생명체가 되잖수! 너무 편향적인 이론이자 사고방식이네요..그 과정에 수많은 변수가 있는데 오직 처음 상태만 옳다고 할 수 있는가요!! 태아 때 공해, 스트레스, 흡연 등등..세포에 안 좋은 후천적 요소는 감안..고려 안 한 쓸데없는 연구 결과!!!

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    • dal*** 2023-09-22 23:38:34

      대단합니다 태아 신생아에 장애가 있을때 여성 책임 100퍼센트라는 뜻이죠?이 발견을 근거로 법을 제정해야한다고 생각합니다 신생아에 장애가 발견될 경우 여성책임 100프로이므로 남성측은 이혼요구를 할수잇고 거절할수 없다 이정도 되겟네요

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    • inn*** 2023-09-22 22:52:46

      회원가입 시키려는 전략인가? 아니면 요즘은 기자 수준이 이정도인가?

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    • bi0*** 2023-09-22 22:32:03

      오개념 전파될까봐 회원가입까지 하고 로그인 답니다 ㅋㅋㅋㅋ 핵 안의 존재하고, 염색체로 응축되어 분열 시에 반반 나눠갖는 우리몸의 핵심 DNA(우리가 일반적으로 얘기하는 Dna)는 부모로부터 반반 물려받고, 핵 안의 Dna와는 독립적으로 플라스미드 형태의 미토콘드리아 DNA 는 원래 엄마한테서 모두 물려받아요 .. 원래 미토콘드리아는 다 엄마꺼지 아빠한테서 받는게 아닙니다. 새로운 발견도 아니고 원래 알려진거고, 우리가 일반적으로 얘기하는 DNA와는 다른개념이에요. 우리는 진핵생물이고, 미토콘드리아 DNA는 원핵의 성질을 가져요

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    • eth*** 2023-09-22 19:12:50

      작성자가 삭제한 글입니다.

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    • sky*** 2023-09-22 18:43:58

      이런 기자들 앞으로 못나오게 해주세요 제발ㅠㅜ 진짜 대가리에 뭐가 들었으면 이런 제목으로 할까..ㅠ

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    • kim*** 2023-09-21 16:35:02

      기사 제목이 진짜 애미 없네. 기자 월급 달달하겠노

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    • a01*** 2023-09-21 09:05:13

      아들이 애비의 외모 성격이 판박이인건 어떻게 해석하죠?

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    • inb*** 2023-09-20 11:26:54

      기레기 제목 아주 기깔나게 뽑네. 그럼 아빠 닮은 자식은 뭐냐고 따지려고 들어왔더니 미토콘드리아 이야기네. 심지어 미토콘드리아는 모계로부터 유전된다는 사실은 아주 옛날부터 알려져 있던 정설임. 이딴게 뭐라고 기사로 어그로 끌면서 쓰는지.

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