유전학 논문정리 레포트

목차

● 조사논문

● 용어정리

● 논문 요약 및 정리

본문내용

단한 분석은 spermatogenic process와 세정관의 세포들 사이에 상호관계의 복잡함과는 상반된다. tubules의 초기 체세포는 myoid cell과 sertoli cell 인데 이 cell들은 germ cell에 영양을 공급하면서 유지시키고 tubule wall을 형성하며 stem cell을 위한 niche라는 구역을 짓는다. spermatogenic process는 복잡하고 엄격히 통제되고 있으며 매우 생산적이다. rats에서 분화와 하나의 stem cell의 분화와 함께 시작되는 meiotic process는 이론적으로 4096개의 정자(spermatozoa)를 생산해야 하지만 실제로 apoptoses의 결과로 오직 25~50%정도만 얻어진다. 성인 남자의 경우에 심장이 한번 뛸때마다 약 1000개의 정자가 생기고 각각의 정자는 같은 부모로부터 물려받았지만 서로 다른 gene을 갖고 있어 종의 다양성에 기여한다.
정소세포집단의 이식으로 single stem cell의 생성물이 나타난 colonies가 만들어 진다는 점을 이용한 정량분석으로 생물학과 stem cell을 연구하는 것이 가능해졌다. 하지만 5000개의 mouse testis cells중 하나정도만 줄기세포이고 이 줄기세포가 겉모습과 생화학적 특징으로는 구별이 어렵다는 단점이 있다. 그러나 특정 항체와 형광물질을 이용하는 기술로 stem cell의 정제가 용이해졌다. Stem cell transplantation은 또한 stem cell niche를 연구 할 수 있는 기회를 제공한다. 분화하고 있는 germ cells이 여러 층을 구성하고 있지만 세정관의 lumen으로 이동한 stem cell은 여러 층과 Sertoli cell tight juction을 지나 세포기저막에 위치한 stem cell niche에 위치한다. 이때 그들의 자리를 두고 경쟁이 일어나고 몇몇 stem cell과 niches들은 testis가 성장할수록 증가한다. 그리고 mouse의 세정관에서 분화되지 않은 spermatogonia가 일정 규칙에 따라 분포하는 것을 보고 niche의 위치 조절 mechanism을 제시 했다. stem cell과 niche사이의 상호작용 중 특히 stem cell이 self-renewing 될지 분화할지 결정하는 신호가 아주 중요하다.
외부유전자를 도입한 rat의 정소세포를 면역 결핍mice에 이식하자 mouse tubule에서 rat spermato genesis의 생성물이 발견되고 rat germ cell이 mouse sertoli cells에 의해 영양분을 공급받았다. 그 후에 stem cell이 lumen에서 Sertoli cell tight juctions을 지나 기저막으로 이동하고 뒤이어 rat germ cells이 분화하면서 반대쪽으로 이동한다. 이 때 세포표면의 인식 분자랑 성장인자가 필수적인데 이는 rat 과 mice가 다른 종으로 분기한 이후로 1000만 년동안 세포표면의 인식 분자와 성장인자가 보전되었음을 뜻한다. 만약 개나 소같이 5000만~1억년 전에 분기된 동물로부터 얻은 정소세포를 면역 결핍 mice에 이식하면 rat의 정소세포를 이식할 때와는 다르게 germ cell의 분화가 일어나지 않지만 오랜 기간 살아남고 복제하는 점으로 보아 stem cell와 분화되지 않은 germ cell이 필요로 하는 환경은 분화에 필요한 요소보다 오래 보존되어 왔음을 알 수 있다.
Sertoli cells이 germ cells의 분화를 도와주기 때문에 somatic cell이 germ cell의 성숙에 굉장히 큰 영향을 미칠 것으로 생각하지만 실제로 germ cell 분화는 고유의 패턴을 보이며 유전적으로 프로그램 된 germ cell은 somatic supporting cells의 영향을 받지 않는다.
또한 정소세포이식을 활용해 spermatogenesis에서 자연적이든 인위적이든 생긴 결함에 대해 germ cell과 Sertoli cell이 하는 역할에 대하여 알 수 있고 germ cell나 sertoli cell의 결함도 이식과정에서 stem cell의 유전자 조작을 통해 치료 할수 있다.
정소세포이식을통해 엄청난 spermatogenic 과정의 재생능력을 확인 할 수 있었는데 일반적으로 정상 정소에 존재하는 1%미만의 이식된 stem cell 만으로도 충분히 생식력을 회복한다. 이런 특징은 동물과 사람들에게 적용되는 기술에 기초가 된다.
정소세포이식은 이미 치료에도 활용되고 있다. 예를 들어 환자의 정소조직을 검사한후 이를 얼려서 방사능을 조사해 악성 종양을 제거한 후 다시 이를 녹여서 환자의 세정관에 주입해서 치료한다.
germline cell이든 stem cell이든 배양할 때 생존과 복제 분화를 조절하기위해서는 많은 중요한 요소들을 이해 해야한다. 예를 들어 비록 SSCs은 생체내 에서는 3개월을 살지만 시험관 내에서는 오직 10~20%의 stem cell 만이 7일 후에도 살아남는다. 정소세포가 이식과정을 거치기 전에 reporter 유전자를 갖고 있는 retroviral vector와 배양된다면 SSCc은 즉시 형질이 도입되고 vector은 stem cell의 DNA에 삽입된다. 이식후에 형질도입된 stem cells 는 spermatogenesis colony를 형성한다. 그리고 transgene 은 germline을 통해 자손으로 전달된다. 다른 viral vectors도 또한 SSCc을 형질도입하는데 쓰이고 정교한 체세포유전자치료기술과 더불어 많은 종의 transgenic animals을 만든다. 배양기술의 발전은 더욱 선택적인 방식을 이용해 유전자를 조작하고 도입하는데 이런 기술은 사람의 유전적 결함을 치료하는데 쓰이기도 한다.
Spermatogonial stem cells은 출생직후부터 전 생애에 걸쳐 self-renewal하고 다음세대에 유전자를 전달하는 유일한 세포이다. 그래서 이런 특별한 cell의 이식기술과 cryopreserve기술, 배양기술은 세포학 연구와 개체의 게놈유지, 그리고 germ lines을 연구하는데 많은 기여를 한다.

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유전학,   논문,   유전