생명의 요람, 난자와 수정란 -모성애(母性愛)의 원천이자 생명의 시작-
요약
1. 생명의 원천, 난자
정자는 생물이 진화 과정에서 탄생한 가장 빠르게 움직이는 세포라고 한다면, 난자는 가장 큰 세포라고 이야기 할 수 있다. 그러나 동물의 정자는 일생에 걸쳐 생산되는 반면 난자는 정자를 받아들여 새로운 생명체를 만드는 세포로 태아기에만 생성되며 다시 만들어지지 않는 세포 중 하나이다. 건강한 새 생명이 시작하는 기반으로 가장 중요하게 다루어져야 하는 세포라고 말할 수 있다.
난자에 관한 연구는 생명에 관한 호기심의 대상이 되어 왔으며 체외 배양, 체외 수정에 관한 기술이 확립되어 왔다. 이러한 기술은 동물의 육종기술과 함께 종축의 이용성을 극대화하는 기초학문으로 자리매김 하고 있다.
2. 생명의 시작, 수정란
정자와 난자가 만나서 하나의 독립적인 개체가 되는 수정란은 착상을 위하여 세포분열을 시작하는데 체외에서 배양할 수 있는 기술이 확립되면서 많은 변화가 일어나게 되었다. 예를 들면, 생명의 시작점으로 1세포기와 세포분열이 개시되어 상실기 단계와 배반포 단계의 수정란은 동결 보존의 대상이 되었으며, 수정란의 동결 보존이 없다면 동물 유전자원을 후손에게 안전하게 물려줄 방법이 없다고 이야기할 수 있다. 그러나 동결유전자원의 대부분은 정액으로 보존되고 있으며 이는 완전한 개체와 계통을 보존하고 있다고 장담할 수 없다.
건강한 수정란은 유전자원 강국의 시발점이 된다. 그러나 국가 간의 빈번한 동물 거래는 동물 질병의 확산이 나타남을 경험으로 알고 있으며, 유전자원이 없는 나라에서는 종축의 수입과 질병의 차단이라는 중요한 갈림길을 만나게 되는데, 수정란 동결은 이러한 문제점을 안전하게 해결하는 수단을 제공한다. 그러므로 유전자원 강국은 우수한 종축으로 생산된 수정란을 중요하게 다루고 있으며 종축을 거래하는 수단으로 수정란 동결기술을 이용하고 있다. 이러한 기술은 멸종위기의 동물을 보전하는 기술로 활용되고 있으며 사람의 수정란을 동결 보존하여 암환자나 불임부부의 출산을 돕는 기술로 활용되고 있다.
3. 시사점
가축은 우리나라 국민의 삶을 윤택하게 하고 행복하게 하는 근간이 되어 왔으나, 환경오염의 문제와 악성 질병의 위협에 시달리고 있다. 특히, 축산업은 농업에 있어 먹이사슬을 통한 질소원을 식물에게 공급함으로서 순환농업에 반드시 필요한 고리이며, 국민의 식생활에 고기를 제공함으로서 건강을 책임지는 기반이 된다.
그러므로 축산업에서 가축을 안전하게 보존하는 방법으로 수정란과 난자가 활용될 때 신뢰성을 보장받을 수 있으며, 정자의 동결 보존과 함께 유전자원의 기반을 확보하는 근간이 된다. 따라서 종축 생산․유전자원 보존은 국가 기반산업(SOC)으로 인정하고, 이러한 연구와 투자와 기반 시설의 확충이 필요한 시점이라고 판단된다.
목차
Ⅰ. 생명의 원천, 난자 ································ 1
Ⅱ. 생명의 시작, 수정란 ···························· 8
Ⅲ. 시사점 ······················································· 16
정자는 생물이 진화 과정에서 탄생한 가장 빠르게 움직이는 세포라고 한다면, 난자는 가장 큰 세포라고 이야기 할 수 있다. 그러나 동물의 정자는 일생에 걸쳐 생산되는 반면 난자는 정자를 받아들여 새로운 생명체를 만드는 세포로 태아기에만 생성되며 다시 만들어지지 않는 세포 중 하나이다. 건강한 새 생명이 시작하는 기반으로 가장 중요하게 다루어져야 하는 세포라고 말할 수 있다. 난자에 관한 연구는 생명에 관한 호기심의 대상이 되어 왔으며 체외 배양, 체외 수정에 관한 기술이 확립되어 왔다.
가장 큰 세포이자 난자는 바로 타조 알로 무게 1.3~ 1.5kg, 크기 짧은 쪽 42cm, 긴 쪽47cm, 부피 달걀의 30배 이상(가격은 2~3만 원대)
정자은행?
말 그대로 정자를 보관해 주는 서비스로 미국에서 1976년 처음 등장한 이후 1978년 프랑스 파리의 인간정자 동결보존에 관한 국제회의 개최 이후 활성화
난자은행!
2012년 미국 생식의학회에서 난자 동결을 정식치료법으로 인정한 이래 정식 서비스되기 시작했으며 정자와 다른 점은 자신의 난자를 동결보존하는 것
난원(卵)세포는 2번의 감수분열 동안 세포질을 한 쪽으로 몰아주어, 1개의 난세포와 3개의 극체를 만드는데 극체는 난세포에 흡수
동물의 발정기
포유류 암컷은 생리적 리듬에 따라 일정한 간격과 조건에 따라 난자를 배란하면서 몸에 생리적 변화가 생기는데 이것을 흔히 발정기라 표현
이 때 제2 난모세포에 정자가 침입하면 비로소 멈추었던 감수분열이 완성되면서 난자가 된 다음에 난자의 핵과 정자의 핵이 결합하여 수정이 됨
상실기는 세포분열 된 모양이 오디(뽕나무열매, 桑實)와 닮았다고 해서 붙은 이름으로 상실기가 되면 자궁에 도착하였다가 7일째 정도에 착상
자궁(사람)
수정란의 난할과 착상
난할 현미경 사진
1년 12달(총 8,760시간) 12~13회 배출되나 그 중 180여 시간만 수정 가능
평균적으로 3일을 체내에서 생존하여 임신 가능한 기간으로 보고 있음
사람의 경우 신체의 상태가 난자와 정자의 질을 결정하기 때문에 3달 전부터 음식과 신체 활동을 조절하여 최적의 상태를 만들어야 확률이 높아짐
정자 오관돌파!
삼국지에서 유비를 만나기 위한 관우의 충성심이 낳은 명장면으로 적토마와 함께 5개의 관문과 10여 명의 장수를 돌파한 신화적인 이야기
염색체 이상 등의 건강하지 못한 수정란을 제거하는 신체의 방어기작
난포와 난자(물방울)
난자와 정자
착상
태아
이때 수정란은 1g미만에 0.2cm의 크기로 신경계, 뇌 등이 분화되는 시기라서 산모의 감기약, 술 등이 세포 분열과 기관 분화에 크게 영향을 미침
난임, 불임의 원인, 스트레스
최근 여성에게 늘어나고 있는 불임, 난임, 유산의 원인 중 공통적인 것은 스트레스로 불임 전문의들의 조언에 따르면 예민한 성격이 더 많다고 함
축산에서 발견된 과학적 사실과 이를 해결하는 기술 등은 모두 사람에게 적용되어 현재의 불임클리닉의 과학적 근거와 기술을 제공
인공수정법의 탄생
인공수정법의 탄생은 이탈리아의 생물학자 스팔란차니(Spallanzani, 1780)가 개에게 인공수정을 실시하여 30두 중 18두를 수태시킨 것이 최초
예를 들면 소의 경우 한우, 샤로레, 앵거스, 헤어포드 등의 경우는 16~20개월 정도에 정상 체중에 도달해야 하며 젖소는 14~18개월에 시작
개는 발정 개시 후 10~16시간에 배란되어 발정 개시 후 10~14일째가 적기이며, 토끼는 독특하게 교미자극이나 배란자극 10시간 후에 배란함
각 가축의 정액주입량과 난자의 수정 능력 보유시간
가축의 종류에 따라 수정에 필요한 정자수가 정해져 있으며 그 정자수를 계산하여 정액 주입량이 산출되는데 40% 정도가 유실될 것을 감안하여 결정
번식이 제대로 이루어지지 않으면 사람들의 목적에 부합하고 경제적 가치가 큰 가축을 만드는 육종이 어려워짐
자연교배가 불가능한 씨암수 가축의 번식에 사용 가능하며, 교미 시 전달되는 전염병을 예방하는 효과도 있음
매년 선발되는 보증 씨수소
매년 선발되는 씨수소는 전국적으로 관리되는 한우의 유전 정보를 분석하여 다양한 특성을 가진 가장 좋은 녀석들을 찾아낸 것
특별한 기구․시설에 대해서는 국가에서 제도와 규정을 만들고 전문기관과 전문가(종축개량사업소와 인공수정사)를 육성하여 책임 운영
세계 최초의 수정란 이식은 1890년
영국의 월터 히페(Walter Heape)는 앙고라 토끼의 수정란을 벨지안 토끼의 암컷에 이식하여 4마리의 새끼를 얻게 된 것이 최초
브라질에서 많이 사육하는 제부(Zebu)계열 소는 난자의 회수율이 평균보다 5~8배 높다고 하며, 타우러스(Taurus)종은 반대로 낮다고 알려짐
세계 최초의 시험관 아기탄생에도 기여한 수정란 이식
1978년 7월 영국의 홈랜드 병원에서 태어난 루이스 브라운이라는 아기가 최초로 로버. G. 에드워드박사는 이 공로로 2010년 노벨의학상을 수상
죽은 애완동물과의 추억을 돌려드립니다, 복제동물
해외에서 간간히 들려오는 동물복제 기술은 수정란 이식기술의 밑바탕에서 시작된 것으로 가장 유명한 사례는 영화 ‘주라기 공원’
수정란 동결을 위한 신기술
71년 Wittinghan 등에 의해 쥐의 동결 수정란을 해동하여 이식에 성공한 이후 동결보존은 정자, 난자, 수정란 보존을 위한 중요한 기술로 부상
효율 면에서도 2~3달에 걸쳐 계속 수정란을 생산 가능하며, 1마리의 암컷 개체에서 50마리의 송아지를 생산할 수 있는 매력 만점의 방법
후대를 잇기 위한 자연의 신비
호주에 많은 유대류, 즉 주머니에서 새끼를 키우는 동물(캥거루 등)과 일부 박쥐에서 수정란이 태아로 자라는 도중 멈추는 현상이 보고