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접시 속 작은 뇌세포 덩어리는 5년을 기억했다, 그러나 완전한 뇌는 아니다
연구진이 사람 줄기세포로 만든 작은 대뇌피질 세포 모델을 5년 넘게 배양하자, 세포의 유전자 활동과 DNA 표지가 실제로 흐른 시간에 맞춰 성숙했습니다. 오래된 전구세포는 이미 지난 초기 단계를 다시 밟지 않는 모습도 보였습니다.
이 세포 모델은 뇌 오가노이드라고 부르지만 완전한 뇌가 아닙니다. 혈관과 감각 입력, 몸의 여러 조직이 없고 일부 신경세포는 장기 배양 중 줄었으며, 연구는 의식이나 생각을 측정하지 않았습니다.
얼마나 오래 관찰했나
새 분석에는 6개월부터 5년까지 배양한 오가노이드 34개가 포함됐고, 앞서 모은 초기 자료를 합치면 110개와 42만 개가 넘는 세포를 비교했습니다. 연구진은 유전자 발현, DNA 메틸화, 세포 모양과 전기 활동을 여러 시점에서 확인했습니다.
세포가 시간을 기록했다는 뜻은 무엇인가
나이가 들며 달라지는 유전자 묶음과 DNA 메틸화 표지를 시계처럼 사용했습니다. 오가노이드의 예측 나이는 배양 기간과 강하게 맞았습니다. 이는 세포가 달력 날짜를 아는 것이 아니라, 발달 프로그램이 몸 밖에서도 해마다 순서대로 진행됐다는 뜻입니다.
오래된 세포는 무엇을 기억했나
연구진은 서로 다른 나이의 전구세포를 섞은 모델을 만들었습니다. 오래 배양한 세포는 초기 신경세포를 다시 만드는 단계를 건너뛰고, 보통 더 늦게 나오는 세포 유형을 빠르게 만들었습니다. 연구진은 이를 이미 지난 발달 단계의 시간 기억으로 해석했습니다.
왜 뇌 연구에 도움이 되나
사람 뇌는 성숙에 거의 20년이 걸려 동물 모델이나 몇 달짜리 배양으로는 출생 뒤 변화를 보기 어렵습니다. 오래 유지되는 오가노이드는 후기 발달, 신경발달질환, 세포 노화의 일부 과정을 시간 순서대로 시험할 수 있는 도구가 될 수 있습니다.
무엇을 더 개선해야 하나
5년 뒤에도 모든 세포 유형이 실제 뇌와 같은 비율로 남은 것은 아닙니다. 특히 신경세포 비중이 줄어 배양액을 바꾸는 추가 실험이 필요했습니다. 다음 연구는 혈관·면역세포·감각 입력 같은 빠진 요소를 더하고, 여러 줄기세포 계통에서 결과가 반복되는지 확인해야 합니다.