스킵네비게이션

포유류인 마우스(생쥐)와 인간의 공통조상은 공룡과 같은 시대에 서식했던 쥐만한 크기의 생물이었다. 그림은 1억2500만년 전에 존재했던 진수류(Eutheria) 계통에서 가장 오래된 동물이며 현재 존재하는 모든 태반 포유류가 이 동물로부터 발생하였다.

실험용 생쥐는 1909년 생물학자인 클라렌스 쿡 리틀이 최초로 근친교배해 개발했다. 그는 유전적으로 순수한 품종이 암과 같은 인간 질병의 비밀을 풀 수 있는 방안을 제시할 것이라고 믿었다. 실험용 마우스의 중요성이 더해지면서 헨리 포드의 아들인 에드셀 포드와 허드슨 자동차 사장인 로스코 잭슨 등 자동차 업계의 두 대부가 잭슨 연구소를 설립했다. 그 후 잭슨 연구소는 마우스 유전학 분야에서 가장 중요한 연구센터로 성장하였다.

최초의 유전자 변형 마우스가 1982년 이 연구소에서 탄생했다. 또 배아 간세포에 있는 특정 유전자를 타깃으로 하여 이 유전자의 기능을 선택적으로 불활성화 시킨 최초의 '유전자 결손' 마우스도 생산해, 연구자들이 2001년 래스커 상을 수상했다. 생쥐의 게놈분석도 국제 공동연구 결과 밝혀졌다. 생쥐의 게놈은 약 25억 염기쌍, 3만개의 유전자로 구성되어 있으며, 인간의 유전체보다는 작았다. 인간과 마우스 유전체의 약 40%가 서로 직접 결합하였으며, 마우스 유전자 내에 80%의 인간 유전자와 일치하는 유전자가 존재했다.

질환극복에 얼마나 기여했나

오늘날에는 유전자 결손 마우스의 연구를 근거로 신약이 개발된다. 예를 들면 빈혈치료제인 프로크리트와 에포겐은 관련 유전자를 결손시킨 마우스가 적혈구를 생산하지 못해 죽는다는 사실을 발견하고 개발된 것이다. 이처럼 질환모델 마우스는 신약개발에 크게 기여한다는 사실이 입증되면서 선진국들은 유전자변형 마우스를 대량 생산하는 프로젝트를 수행하고 있다.

이러한 질환모델 마우스의 개발 방법은 3가지가 있다. 먼저 인위적인 조작 없이 자연적인 교배에 의해 돌연변이 마우스가 생산된다. 현재까지 개발된 자연발생 마우스는 450여종. 그 중 대표적인 것이 면역세포인 T세포가 만들어지지 않아 털이 하나도 없는 누드마우스이다. 또 렙틴유전자의 돌연변이로 저장된 지방이 충분한 지 알지 못해 계속 먹기만 하는 비만(OB) 마우스가 있다. 유전자변형 기법도 사용된다. 유전자재조합기술과 발생공학기술의 발전에 의해 탄생된 이 마우스는 기초의학발전에 큰 공헌을 하고 있다. 또한 화학물질을 마우스의 복강 내 주사해 마우스 유전자에 점 돌연변이를 일으켜 형질이 전환된 질환모델 마우스를 제작하는 방법도 있다.

국내 질환모델마우스개발 연구

우리나라 간암 환자의 70%가 B형 만성 간질환을 갖고 있으며, 10% 정도는 C형 만성 간질환과 연관된다. 간암을 극복하기 위해서는 간암의 예방 및 치료제 개발에 필요한 모델동물이 필요하다. 하지만 적합한 모델동물이 없어 생리학적 해부학적 유전학적으로 사람과 아주 가깝고, 수명이 2~3년으로 연구하기에 적절하며, 크기가 작아 관리하기가 좋은 마우스(성체 30~40g)를 이용해 간암모델 동물을 개발하고 있다.

고마운 마우스

생명공학 및 생명과학의 비약적인 발전에는 실험동물 특히 마우스를 이용한 동물실험이 매우 중요한 역할을 해왔다. 이는 세포 수준의 결과는 반드시 개체 단위의 동물에서 검증되어야 하는데, 사람을 대상으로 실험할 수 없기 때문이다. 그만큼 마우스는 인간의 삶의 질 향상에 큰 공헌을 하고 있는 셈이다. 그러나 그 연구가 동물에 고통을 주고, 죽음에 이르게 하는 것에 대해 연구자는 어떻게 반응할 것인가. 러셀이란 과학자는 동물실험의 방향, 바꾸어 말하자면 연구자가 해야 할 노력으로서 '3R' 즉 실험동물수의 감소(Reduction), 실험동물의 대체(Replacement), 동물실험의 세련화(Refinement)를 제창하였다. 한국생명공학연구원 질환모델연구센터장

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