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.