25.2: 난자형성

난자형성(oogenesis)은 감수분열(meiosis)에 들어가는 모든 전구세포(precursor cell)에 대해 하나의 성숙한 난세포(egg cell), 즉 난자(ovum)를 생산합니다. 이 과정은 정자형성(spermatogenesis)과 두 지점에서 다릅니다. 첫째, 난자형성 중 감수분열은 비대칭(asymmetric)입니다. 이는 제1감수분열(meiosis I)에서 큰 난모세포(oocyte; 세포질의 대부분을 포함)와 작은 극체(polar body)가 생성되고, 이 세포가 제2감수분열(meiosis II)로 넘어간다는 것을 의미합니다. 수정이 되면 난모세포만 배아(embryo)를 형성하기 때문에 난모세포로 치우친 세포 내용물의 분포는 충분한 세포질(cytoplasm)과 영양분이 발달의 초기 단계를 지원할 수 있게 만듭니다. 둘째, 난자형성 중 감수분열은 다음과 같은 두 가지 뚜렷한 지점에서 “정지s”합니다: 한 번은 배아 성장 중에, 다른 한 번은 사춘기에. 포유류의 난모세포는 성적 성숙이 될 때까지 제1감수분열 전기(prophase I)에 정지해 있습니다. 성적 성숙이 이뤄지면 그때 호르몬의 영향을 받아 제1감수분열이 재개되고 난자 전구세포(egg precursor cell)가 나팔관(fallopian tube)으로 방출될 때까지 지속합니다. 배란(ovulation) 시 전구세포는 난소(ovary)에서 나와 수정(fertilization)이 일어나면 자극을 받아 제2감수분열(meiosis II)을 끝내고 완전한 난자를 형성합니다.

난자형성과 나이 및 기타 요인

난자형성 중 발생하는 결함은 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 특히, 제1감수분열 또는 제2감수분열 중 염색체 분리 시 생기는 문제로 배아가 이수체(aneuploid)가 될 수 있으며, 이는 비정상적인 수의 염색체가 포함되어 있음을 의미합니다. 나이가 올라가면 아이가 특정 유형의 이수성(aneuploidy)을 가질 위험이 올라갑니다. (예: 중추신경계 이상, 발달 지연 및 유아 사망으로 이어지는 파타우 증후군(Patau syndrome). 염색체 13번의 추가 사본으로 인해 밣생합니다.) 이 “나이효과”에 대한 몇 가지 설명이 제시되었는데, 이에는 시간 경과에 따른 감수분열 방추체 장치(meiotic spindle apparatus; 분열 중 염색체를 분리하는 역할을 담당)의 저하 또는 난소에 비정상 세포가 점진적으로 축적되는 것이 포함됩니다. 따라서 35세 이상일 경우 일반적으로 혈액검사, 초음파를 통한 목덜미 반투명 검사(nuchal translucency screening), 융모막융모채취(chorionic villus sampling), 양수 검사(amniocentesis) 등의 태아 검사(prenatal testing)가 제공되며 태아가 염색체 이상을 가졌는지 여부를 확인할 수 있습니다.

다른 연구자들은 나이 외에도 특정 질병이 난모형성과 난모세포의 질에 어떤 영향을 미칠 수 있는지를 연구하고 있습니다. 이러한 질환 중 하나가 자궁내막증(endometriosis)입니다. 자궁내막증은 일반적으로 생리 전 자궁(uterus)에 모여드는 내막이 난소낭종(ovarian cyst), 대장(large intestine) 또는 배안 내벽(lining of the abdominal cavity)과 같은 신체 다른 곳에 축적되는 현상입니다. 자궁내막증이 있는 사람으로부터 체외 수정을 위해 채취한 난모세포는 감수분열 방추체 장치에 결함이 있거나 수정률이 감소할 수 있습니다. 이 질병에 대한 연구는 계속 진행 중이지만, 일부 과학자들은 난모세포의 질이 낮은 것이 면역 관련 단백질의 증가나 환자들의 호르몬 수치의 변화 때문일 수도 있다고 가설을 세웠습니다.

마지막으로, 환경 요인이 난자형성에 미치는 영향과 이수체의 관계를 알아보는 연구도 있습니다. 씹는 담배 사용, 호르몬 사용, 그리고 심지어 많은 플라스틱의 구성 요소인 비스페놀-A(bisphenol-A)에 노출되는 것까지 모두 난자형성과 감수분열 과정에 악영향을 미친다고 제안되었습니다.

- [남자] 인간의 경우 성숙한 난자는난자 형성 과정을 거쳐 만들어집니다난자 형성은 배아 발달 중에 시작되는데요이는 난소가 형성되면서 이뤄집니다여기서, 2배체 전구 세포는 개별적으로는우고늄이라고 불리는데 감수 분열을 하여 1차 난모세포를 형성하는데각각의 세포는 지지 세포로 둘러싸여 있습니다그러한 난모세포는 감수 분열의 첫 단계를 시작하는데이는 모성 염색체와 부성 염색체가정보를 교환할 때까지 진행됩니다이 시점에서 감수 분열은 멈추게 되는데억제 인자로 유도된 지지 세포 때문이죠해당 프로세스는 오직 사춘기 동안에만 다시 시작됩니다여기서 월경 주기 신호는 1차 난모세포를커지게 하고 감수 1분열에 진입하게 하여, 두 개의크기가 다른 반수체 세포를 형성합니다크기가 큰 세포질이 풍부한 세포는 2차 난모세포라고 불립니다반면, 크기가 작은 제1 극체는 결국 퇴화해 사라집니다2차 난모세포는 감수 분열의 두 번째 단계인감수 2분열로 잠시 진입하지만, 이 과정은 다시 멈춥니다그러면 배란 단계에서 이 세포를 방출하고난소와 복합체로부터 그것을 둘러싼 세포들은나팔관으로 이동하는데거기서 정자가 있으면 수정이 일어납니다감수분열은 수정 후 재개되며2차 난모세포 분열을 통해 끝나게 되는데여기서도 비슷하게, 퇴화하여 사라지는 크기가 작은 제2 극체와더 큰 난자가 형성됩니다후자는 반수체 성숙란으로, 거기에는 뚜렷한부성핵과 모성핵이 일시적으로 보이게 됩니다따라서 난자형성 과정은 모든 1차 난모세포에 대해성숙한 난세포를 하나만 생산되는 것이며이 과정을 성공적으로 완료하게 됩니다