혈액세포 만드는 ‘조혈 줄기세포’ 생성 원리 규명…백혈병 치료법 개선 기대

정상 제브라피쉬와 Supt16h(왼쪽 위)가 결여된 돌연변이 제브라피쉬의 모습(왼쪽)과 조혈줄기세포의 발생(오른쪽)을 비교한 그림/사진=IBS

혈액세포의 근간인 ‘조혈 줄기세포’의 생성 원리가 밝혀졌다.

기초과학연구원(IBS) 유전체항상성연구단 이윤성 연구위원팀이 히스톤 샤페론 단백질의 하나인 ‘섭티16에이치’(Supt16h)가 조혈 줄기세포 발생을 관장한다는 사실을 규명했다고 24일 밝혔다.

적혈구와 백혈구, 혈소판 등을 모두 일컫는 혈액세포는 체내에 산소를 공급하고 면역을 담당한다. 조혈 줄기세포가 혈액세포를 만들어 내는 것으로 알려져 있지만, 이 과정에 관여하는 다양한 유전자와 각각의 기능은 아직 알려져 있지 않다.

히스톤 샤페론 단백질은 유전자 발현을 조절하는 히스톤 단백질이 뭉치거나 유전자(DNA) 사슬이 엉키지 않도록 제어한다. 이 과정이 정상적으로 이뤄지지 않으면 유전정보 손실 또는 유전자의 무분별한 발현이 일어나 암으로 이어질 수 있다.

연구진은 우선 조혈 줄기세포 생성에 관여하는 새로운 유전자를 찾고자 했다. 이를 위해 히스톤 샤페론 단백질인 Supt16h가 결여된 제브라 피시(인간과 유전자가 90% 같은 열대어)를 만들고, DNA 정보를 빠르게 읽어내는 기술인 차세대 시퀀싱 기법으로 분석한 결과, 조혈 줄기세포 표지 유전자가 발현되지 않았다.

또 Supt16h가 결여되면 신경, 혈관·혈액세포와 기관 발생에 핵심적인 역할을 하는 ‘노치’(Notch) 신호 체계에 이상이 생긴다는 사실도 발견했다.

아울러 Supt16h가 제 기능을 못 하면 종양 억제 유전자인 ‘p53’ 지나치게 발현해 노치 신호를 억제하는 유전자가 활성화하고 이는 결국 조혈 줄기세포 생성을 저해했다.

이윤성 연구위원은 “이번 연구로 히스톤 샤페론 단백질 Supt16h가 특정 기관과 세포 발생에 필수적인 유전자 발현을 조절함을 밝혔다”며 “p53을 매개로한 노치 신호 체계가 조혈줄기세포 발생에 중요하다는 사실을 규명한 것”이라고 말했다. 또 “이번 연구는 재생의학 분야에서 조혈줄기세포를 이용한 치료 뿐 아니라 백혈병 등 혈액 질환 치료법 개선에 중요한 지표가 될 것”이라고 덧붙였다.


이번 연구성과는 국제학술지 ‘네이처 셀 바이올로지’에 게재됐다.