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세포 융합 기술이란 무엇입니까?
간단히 말하면 다른 세포 2개를 1개로 합치는 것입니다. 서로 다른 능력을 가지고 있는 세포, 예를 들어 감자세포와 토마토세포를 하나로 융합시키면 새로운 두 세포의 능력을 가지고 있는 새로운 세포 1개가 만들어집니다. 물론 안 좋은 능력만 발현될 수도 있으니, 양쪽의 좋은 형질만 발현된 개체를 찾으려면 많은 시행착오가 필요합니다.인접한 세포들이 융합하여 격막이 소실된 결과 세포의 다핵화(多核化)가 일어나는 현상을 세포융합이라 하는데, 자연계에서는 생식세포의 수정, 또는 근원세포의 다핵 근육세포에로의 분화의 시기 등에서 볼 수 있습니다.
세포를 배양하는 과정에서 세포융합이 자연스럽게 일어나는 경우도 가끔 있다. 동물의 바이러스 가운데 숙주세포를 높은 빈도로 융합을 유발시키는 능력이 있는 것들이 알려져 있습니다.DNA형인 천연두 바이러스와 헤르페스 바이러스(Herpesvirus), 그리고 RNA형인 파라믹소바이러스(Paramyxovirus) 등이 유명합니다. 후자에 속하는 센다이바이러스(Sendaivirus:HVI)가 가장 잘 알려져 있으며 감염력을 없앤 HVI의 세포융합 활성을 이용하여 이종세포 상호간을 융합시켜서 잡종세포를 인공적으로 만들 수 있게 되었습니다.
또, 화학물질에 의해서도 세포융합을 유도할 수가 있으며, 가령 리졸레시틴(lysolecithin)이나 폴리에틸렌글리콜 6000(polyethylen glycol 6000) 등이 알려져 있습니다. 이것들을 이용하면 동물세포나 식물세포의 세포벽을 제거한 원형질체(protoplast)의 융합도 가능합니다.
동물인 경우 쥐와 생쥐, 햄스터와 생쥐, 생쥐와 사람의 세포 사이에 세포융합을 하여 잡종세포를 만드는 데 성공하였습니다. 문제는 이렇게 융합된 잡종세포가 과연 정상적인 세포로서 기능을 다 할 수 있는지 하는 점입니다.
세포가 융합하면 융합된 세포의 핵도 합쳐져서 단일의 핵을 만들고, 두 종류의 세포가 가진 염색체를 가지고 있으며 계속 분열을 하여 집단을 만듭니다. 그러나 장기간 계속 배양하면 일부의 염색체가 소실되고, 따라서 총 염색체의 수가 감소하게 됩니다.
그런데 서로 다른 종의 세포가 세포주기를 통해서 일어나는 일련의 화학반응의 신호가 다른 쪽의 세포에서도 해독(解讀)된다는 것이 밝혀졌습니다. 이와 관련해서 잡종세포에서는 기능적으로도 정상인 잡종효소가 합성됩니다. 예를 들면, 쌍방의 원래 세포와 같은 형의 효소(예:LDH)를 합성합니다. 생물학적으로는 세포융합 방법을 통해 세포분화의 기작을 해명하는 데 도움이 됩니다.
생물공학적으로 가장 각광을 받는 세포융합의 응용은 바로 단일클론성 항체의 생산일 것입니다. 즉, 림프잡종세포종(hybridoma)을 이용합니다. 하이브리도마란 시험관 내에서 생존 증식이 되는 암세포와 생체로부터 추출한 어느 특정의 분화형질을 가진 대형세포와 융합시켜서 만든 잡종세포를 가리킵니다.
이것의 대표적인 것은 림프구하이브리도마이며, 특히 골수종세포(myeloma cell)와 비장이나 림프절에 들어 있는 림프구 가운데 항체산생세포의 선구세포인 B세포를 융합한 잡종세포는 단일 클론항체를 만들며 연구와 임상에 널리 응용됩니다.
일반적으로 항체를 얻으려고 할 때에는 항원을 동물체에 주입하는 방법에 의하지만, 이때의 항체의 복합체가 만들어집니다. 그러나 어느 1개의 항체산생세포는 1종류의 항체만을 만들게 되므로, 골수종세포와 항체산생세포와의 세포잡종으로 항체를 만들어 한 개 한 개의 잡종세포를 클론배양하면 1개의 클론 세포군은 단 한 가지 종류의 같은 항체를 만드는 세포들로만 됩니다.
이와 같이 해서 얻어지는 것이 단일클론항체이며, 이 항체는 생체, 또는 세포에 미량밖에 없는 물질을 검출하고 동정(同定)하며, 또 생체내에서의 소재를 알아보는 데 유용한 수단이 됩니다. 암을 비롯하여 간염 등 각종 질병의 진단 ·치료 ·독소의 중화 등에의 실용화도 이미 시작되고 있습니다. 세포융합에 의한 세포잡종의 이용은 식물체에까지 이르게 됩니다.
유성생식적으로는 교잡이 전혀 불가능한 이종속간에 세포융합의 방법에 의하여 잡종식물을 만들 수 있게 된 것입니다. 식물의 세포잡종을 얻으려면 먼저 세포의 세포벽을 제거하여 원형질체인 프로토플라스트를 만들어야 합니다. 원형질체는 세포막으로 싸여 있으며 동물세포와 같은 모양을 가집니다. 세포를 고장액(高張液) 속에서 세포벽 분해효소로 처리함으로써 원형질체를 얻을 수 있습니다.
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