15.11: 생식 복제

생식 복제(reproductive cloning)는 유기체의 유전적으로 동일한 복제본(clone; 클론)을 생성하는 과정입니다. 복제는 일란성 쌍둥이에게 자연적으로 일어나는 것과 유사하게 초기 배아를 분열해서 생성할 수 있지만, 성인 동물의 복제는 보통 체세포 핵 치환(somatic cell nuclear transfer, 줄여서 SCNT)이라고 불리는 과정에 의해 이루어집니다.

체세포 핵 치환

SCNT는 먼저 동물에게서 난자를 수집해 핵을 제거하고 제핵난자(enucleated egg)를 만듭니다. 그다음 복제될 동물에게서 체세포(somatic cell), 즉 생식세포가 아닌 세포를 채취합니다. 그런 다음 체세포의 핵을 직접 제핵난자에 주사하거나, 전류를 이용해 체세포를 제핵난자에 융합시킵니다.

난자는 그렇게 복제될 동물의 염색체 DNA를 포함한 핵을 가지게 되고, 분열이 촉진되어 배아를 형성한 뒤 대리모의 자궁에 이식됩니다. 모든 것이 잘 되면 배아는 정상적으로 발달하고 복제 동물이 탄생합니다.

이 과정이 양, 소, 노새, 토끼, 개 등 다양한 동물을 복제하는 데 사용되었지만, 적은 비율의 배아만이 태어날 때까지 살아남아 성공률이 낮습니다. 태어날 때까지 살아남은 복제 동물들 또한 조기 노화를 겪고 일찍 사망하는 것으로 보입니다. 이는 복제 동물의 DNA가 정상적인 노화 과정의 일환으로 텔로미어(telomere; 말단소체)가 단축(각 세포 분열마다 염색체 말단인 텔로미어 일부를 상실)된 성인 세포에 유래하기 때문입니다.

복제 동물의 염색체 DNA는 핵 공여자의 DNA와 동일하지만, 미토콘드리아는 보통 난자의 세포질에서 나오기 때문에 공여자와 다른 미토콘드리아 DNA를 가지고 있을 수 있습니다. 또한, 환경과 후성유전적(epigenetics; 후생유전) 요인 때문에 복제 동물과 원래 동물 사이에 표현형 차이(phenotypic difference)가 발생할 수 있습니다. 예를 들어 최초로 복제된 고양이 Cc는 원래 고양이와 매우 다르게 보였는데, 이는 여러 세포에서 무작위로 생기는 X 염색체 비활성화(X-chromosome inactivation)로 인한 털 패턴 차이 때문이었습니다.

기술적 어려움에도 불구하고, 생식 복제는 유전적으로 동일한 연구 동물, 원하는 형질(trait)을 가진 가축, 그리고 멸종 위기에 처한 종의 자손 같은 경우에 응용할 수 있는 잠재적 가치가 있습니다. 생식 복제는 인간의 불임과 질병에도 적용될 가능성이 있지만, 인간의 복제는 아직 이루어지지 않았고 또 윤리적 우려를 낳을 수 있습니다.

- [교사] 생식적 복제란 어떤 유기체와유전적으로 동등한 복제 개체를 발달시키는 것입니다.1996년에 복제된 양 돌리는성체 동물 최초의 복제 개체였습니다.그 이후로도 다른 여러 종도 복제되었습니다.개나 고양이도 복제되었습니다.성체 동물 복제에 가장 흔히 쓰이는 방법은체세포 핵 치환입니다.먼저, 난자에서 핵을 제거합니다.그리고 피부 세포 같은 체세포를동물에게서 채취합니다.염색체 DNA를 포함한 핵을 추출하여난자에 주입합니다.난자에 화학적 또는 전기적 자극을 가해난할을 일으켜 배아를 생성하도록 합니다.이것을 성체 암컷의 자궁에 착상시키고발달시켜서 출산하도록 합니다.결과적인 복제 개체는 원래 개체와동일한 염색체 DNA를 가지지만미토콘드리아 DNA는 다를 수도 있습니다.미트콘드리아는 난자의 세포질에서 나오는데이는 개체별로 보통 다르기 때문입니다.또한 복제 개체와 원래 개체 사이에표현형 차이가 나타날 수 있는데이는 발달 중에 겪게되는환경적, 후성적 요인 때문입니다.일란성 쌍둥이가 같은 DNA를 가졌는데도약간 다른 것과 마찬가지입니다.