배반포 주입 (Blastocyst Injection)

한 줄 정의: 유전자가 조작된 배아줄기세포를 발생 초기 단계의 배반포 내부(내세포괴)에 미세주입해, 숙주 배아와 조작된 세포가 섞인 키메라 동물을 만들어내는 형질전환 동물 제작 기법입니다.

쉽게 풀면

배반포는 수정란이 며칠 자란 뒤 만들어지는 속이 빈 공 모양의 초기 배아 단계입니다. 배반포 주입은 실험실에서 원하는 유전자 변형을 미리 넣어둔 배아줄기세포를 가는 바늘로 이 배반포 안쪽에 살짝 넣어주는 기술입니다. 주입된 세포는 원래 배아의 세포들과 함께 섞여서 자라나며, 그 결과 태어나는 동물은 원래 세포와 조작된 세포가 섞인 '키메라' 상태가 됩니다. 마치 이미 짜여지고 있는 직물에 다른 색깔의 실을 중간에 끼워 넣어서, 완성된 옷감이 두 종류 실이 섞인 무늬를 갖게 되는 것과 비슷합니다.

왜 중요한가

배아줄기세포 단계에서 정교하게 유전자를 편집한 뒤 이를 온전한 개체로 발생시킬 수 있는 방법으로, 특정 유전자를 넉아웃하거나 녹인한 생쥐 모델을 만드는 전통적인 표준 기법으로 오랫동안 널리 활용되어 왔습니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"Targeted embryonic stem cell clones confirmed by Southern blotting were used for blastocyst injection to generate chimeric founder mice."

서던블로팅으로 확인된 표적화 배아줄기세포 클론을 배반포 주입에 사용해 키메라 창시자 생쥐를 만들었다는 내용입니다.

"Chimeras generated by blastocyst injection with high coat-color contribution were bred to assess germline transmission of the targeted allele."

배반포 주입으로 만든 키메라 중 모색 기여도가 높은 개체를 교배해 표적화된 대립유전자의 생식세포계열 전달 여부를 확인했다는 결과입니다.

조금 더 깊게 보면

주입에 사용되는 배아줄기세포와 숙주 배반포는 대개 서로 다른 모색(coat color) 유전 배경을 가진 계통을 선택해, 태어난 새끼의 털 색깔 무늬로 키메라 기여도를 눈으로 대략 가늠할 수 있게 합니다. 조작된 세포가 생식세포로도 분화해 자손에게 유전자가 전달되는지(생식세포계열 전달)를 확인해야 안정적인 형질전환 계통을 확립할 수 있습니다.

주의할 점

키메라 개체에서 조작된 세포의 기여 비율은 개체마다 차이가 커서, 모든 키메라가 생식세포계열 전달에 성공하는 것은 아닙니다. 따라서 여러 마리의 키메라를 만들어 교배 시험을 거쳐 실제로 대립유전자가 다음 세대로 전달되는 계통을 선별하는 과정이 필요합니다.