새로운 연구에 따르면 내부 순환계를 차단하면 인간 난자가 수십 년 동안 생존할 수 있는 것으로 나타났습니다. 과학자들은 갓 기증된 100개 이상의 난자를 연구한 결과 단백질 분해 속도를 늦추면 DNA를 손상시킬 수 있는 유해한 부산물을 줄이는 데 도움이 된다는 사실을 발견했습니다. 계란은 또한 배란 전에 최종 "봄 청소"를 거쳐 노폐물을 제거하고 품질을 유지하기 위해 주요 구성 요소를 재배치합니다.

인간의 난자는 신체에서 가장 오래 사는 세포 중 하나이며, 종종 호출되기 전까지 수십 년 동안 휴면 상태로 남아 있습니다. 유럽 ​​분자생물학 저널(European Journal of Molecular Biology)에 발표된 새로운 연구에 따르면 이들 세포는 성숙해지면서 내부 폐기물 처리 메커니즘의 활동을 적극적으로 감소시킵니다. 이러한 둔화는 장기간 동안 대사 수준을 낮게 유지하고 세포 손상을 최소화하도록 설계된 진화적 적응인 것으로 보입니다.

이번 연구의 교신저자이자 바르셀로나 게놈 규제 센터(CRG)의 그룹 리더인 엘반 뵈케(Elvan Böke) 박사는 “이런 종류의 가장 큰 데이터 세트인 100개가 넘는 갓 기증된 난자를 조사함으로써 우리는 세포가 수년 동안 원래의 상태를 유지하는 데 도움이 되는 놀라울 정도로 최소한의 전략을 발견했습니다.”라고 말했습니다.

여성은 100만~200만 개의 미성숙 난자를 갖고 태어나며, 폐경이 되면 그 수는 점차 수백 개로 줄어듭니다. 각 난자는 번식에 참여할 기회를 갖기 전에 최대 50년 동안 양호한 상태를 유지해야 합니다. 이번 연구는 이러한 세포가 어떻게 오랫동안 온전함을 유지할 수 있는지를 보여줍니다.

모든 세포 내에서 단백질 재활용은 중요한 "가정" 작업입니다. 리소좀과 프로테아좀은 오래되거나 손상된 단백질을 분해하는 역할을 합니다. 그러나 이 과정은 에너지를 소비하고 DNA와 세포막을 손상시킬 수 있는 유해 분자인 활성 산소종(ROS)을 생성합니다. 연구자들은 이번 연구에서 ROS를 직접 측정하지는 않았지만, 계란이 단백질 순환 속도를 늦춤으로써 적절한 기본 생명 유지 활동을 허용하면서도 ROS 생산을 제한할 수 있다고 제안했습니다.

이 발견은 2022년에 팀이 발표한 이전 연구와 일치합니다. 이 연구에서는 인간 난모세포가 의도적으로 주요 대사 반응을 우회하여 활성산소종(ROS)의 생성을 더욱 감소시킨다는 사실을 발견했습니다. 두 연구는 함께 계란이 대사 활동을 줄이고 가능한 한 오랫동안 손상으로부터 자신을 보호하기 위해 다양한 전략을 사용한다는 것을 보여줍니다.

미성숙 인간 난모세포를 고정하고 세포내 소기관 마커로 면역표지를 했습니다. 미토콘드리아는 주황색, 소포체는 라벤더색, 액틴 세포골격은 녹색으로 표시됩니다. DNA는 연한 파란색으로 표시됩니다. 이미지 출처: Gabriele Zaffagnini/유전자 조절 센터

이번 발견은 바르셀로나 불임클리닉 덱세우스 무제르(Dexeus Mujer)가 19~34세의 건강한 기증자 21명으로부터 100개 이상의 난자를 수집한 후 이루어졌으며, 그 중 70개는 수정이 가능한 상태이고 30개는 미성숙 난모세포였습니다. 그들은 살아있는 세포에서 리소좀, 프로테아좀, 미토콘드리아의 활동을 추적하기 위해 형광 탐침을 사용했습니다. 세 가지 활동 모두에 대한 판독값은 난자 자체를 둘러싸고 있는 지지 세포에서보다 약 50% 낮았으며, 세포가 성숙함에 따라 판독값은 더욱 떨어졌습니다.

실시간 영상을 통해 배란 전 마지막 몇 시간 동안 난자가 리소좀을 주변 체액으로 방출하는 것을 보여줍니다. 동시에 미토콘드리아와 프로테아좀은 세포의 바깥 가장자리로 이동합니다. 수석 저자인 Gabriele Zaffanini 박사는 "이것은 인간 난자가 할 수 있는지 몰랐던 일종의 '봄 대청소'입니다."라고 말했습니다.

이번 연구는 여성으로부터 직접 건강한 인간 난자를 채취한 역대 최대 규모다. 현재까지 대부분의 실험실 연구는 페트리 접시의 인공 성숙 난자에 의존해 왔지만, 이러한 체외 성숙 난모세포는 종종 비정상적으로 행동하여 IVF 결과가 좋지 않을 수 있습니다.

이 연구는 매년 전 세계에서 수행되는 수백만 건의 체외 수정(IVF) 절차의 성공률을 향상시키는 새로운 전략으로 이어질 수 있습니다. "불임 환자는 종종 난자 대사를 개선하기 위해 보충제를 복용하도록 권장되지만 현재 이러한 보충제가 임신 결과에 어떤 이점이 있다는 증거는 없습니다."라고 Böke 박사는 말합니다.

그녀는 "새롭게 기증된 계란을 관찰함으로써 우리는 계란의 자연스러운 신진대사를 유지하는 반대 접근법이 계란의 품질을 보존하는 더 나은 방법일 수 있다는 증거를 발견했습니다"라고 덧붙였습니다.

이제 팀은 나이가 많은 기증자의 난자와 실패한 IVF 주기를 검사하여 세포 폐기물 처리 장치 활동에 대한 제한이 연령이나 질병별로 분류되는지 확인할 계획입니다.

/scitechdaily에서 편집됨