유전학 분야에서 생쥐의 역사
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7500만 -1억 2500만년 전 생쥐와 인간의 공통 조상 탄생
생쥐와 인간의 공통조상은 공룡과 같은 시대에 서식했던 조그만 쥐 크기의 생물이었다. 사진은 1억 2500만년 된 Eomaia scansoria로써, 진수류(Eutheria) 계통에서 가장 오래된 동물로 알려져 있으며, 현재에 존재하는 모든 태반 포유류가 이 동물로부터 발생하였다. -
~600만년 전 Mus 속
Mus 속이 완전히 정착하였는데, 나중에 붙여진 Mus라는 속명은 고대 산스크리트 단어인 '많은(much)'에서 파생되어 나온 라틴어인 '훔치다'라는 뜻으로부터 나왔다. 집쥐인 Mus musculus는 후기 빙하기 말기인 약 BC 8,000년까지 별개의 종으로 갈라져 나오지 않았다. -
1897년 재조합 표현형 밝혀짐
생물학자인 윌리엄 하케(Haacke)는 정상적인 알비노 생쥐와 왈츠 생쥐(waltzer mice, 빛깔을 띠고 있는 종)라고 불리는 돌연변이를 서로 교배 시키는 실험을 통해서 재조합 표현형(recombinant phenotype)을 밝혀내었다. 이렇게 하여 탄생한 제 1세대는 모두 빛깔을 띠고 있었지만, 제 2세대는 알비노 생쥐와 빛깔을 띤 생쥐가 섞여있는 재조합 표현형이 나타났다고 윌리엄은 기록해두고 있다. 윌리엄의 실험은 맨델 유전학을 암시하는 것이었지만, 데이터의 부재, 실험의 논란성 때문에 무시되었다. -
1900년 실험용 생쥐로 사용되기 시작한 변종 생쥐
퇴직 교사였던 에비 라스롭(Abbie Lathrop)은 취미생활로 해오던 변종 생쥐 교배를 본격적으로 사업화 하여 매사추세츠 그랜비(Granby, Massachusetts)에 위치한 농장에서 판매하기 시작하였다. 1902년, 윌리엄 어니스트 캐슬(William Ernest Castle)은 하버드 부근의 실험실에서 생쥐 털 빛깔에 대한 맨델 유전의 법칙을 실험하기 위해서 에비로부터 생쥐를 구입하기 시작하였다. -
1905년 맨델의 생쥐
프랑스 유전학자인 루시앙 클로드 께노(Lucien Claude Cuenot)는 아구티 생쥐를 이용하여 황색 털에 대한 유전자가 있는 생쥐를 서로 교배 시키면, 항상 황색 털을 가진 생쥐 두 마리와 정상적인 아구티 생쥐 한 마리가 자손으로 태어난다는 것을 실험적으로 증명하였다. 께노(Cuenot)는 황색 털에 대한 유전자가 아구티 유전자에 대해 우성 형질(또는 대립 형질이라고 함.)이라고 결론 내렸다. 맨델의 법칙에서는 아구티 생쥐 한 마리에 대해 황색 생쥐 3마리가 태어난다고 예상했지만, 한 마리 모자란 생쥐가 임신 중에 죽기 때문에 결과적으로 두 마리의 황색 생쥐가 태어나게 된다는 것이 캐슬(Castle)과 리틀(Little)에 의해서 밝혀졌다. 이들의 연구결과는 치명적인 대립 형질에 대한 최초의 사례였다. -
1909년 실험용 생쥐의 탄생
윌리엄 어니스트 캐슬(William Ernest Castle)의 연구실에 있던 생물학자인 클라렌스 쿡 리틀(Clarence Cook Little)은 최초로 근친교배를 시킨 DBA(Dilute Brown non-agouti)라는 종을 개발하였다. 리틀(Little)은 유전적으로 순수한 품종이 암과 같은 인간 질병의 비밀을 풀 수 있는 방법이 될 수 있을 것이라고 확신하였다. 리틀(Little)에 의한 DBA 종 개발은 현대 실험용 생쥐의 탄생을 촉발하는 신호탄이 되었으며, DBA 생쥐는 아직도 유전학 실험실에서 실험에 이용하고 있다. -
1916년 종양 감수성 및 조직 적합성
클라렌스 리틀(Clarence Little)과 어니스트 티저(Ernest Tyzzer)는 같은 종 사이에는 암세포를 이식하더라도 조직 거부반응이 일어나지 않지만, 다른 종의 생쥐간에는 이식된 조직에 대한 거부반응이 일어난다는 사실을 실험적으로 증명하였다. 이 두 사람의 연구 결과는 몇몇의 우성 유전자(dominant gene)들이 이식된 암 조직의 운명을 결정한다는 사실을 암시하는 것이었으며, 1940년대에 잭슨 연구소에 근무하던 조지 스넬(George Snell)이 조직 적합성 항원 유전자를 발견할 수 있는 기초를 제공하였다. [[스넬]]은 1980년 노벨상을 공동 수상하였으며, 면역학 연구에 새로운 장을 여는데 큰 공헌을 하였다. -
1921년 C57BL
클라렌스 리틀(Clarence Little)은 코드번호 57이라는 암컷 생쥐를 에비 라스롭(Abbie Lathrop)의 농장으로부터 구입하여 C57BL이라는 생쥐 종을 번식시켰다. 유전학자들 사이에서 가장 널리 사용되고 있는 주요 종인 C57BL에 대한 완전한 지놈 염기서열이 2002년 완성되어 발표되었다. -
1929년 잭슨 연구소 설립
클라렌스 리틀(Clarence Little)은 핸리 포드의 아들이었던 에드셀 포드(Edsel Ford)와 허드슨 자동차社(Hudson Motorcar company)의 사장이던 로스코 잭슨(Roscoe Jackson) 등, 자동차 업계의 대부였던 두 사람의 도움을 받아서 메인州 바 하버(Bar Harbor, Maine)에 잭슨 연구소(Jackson Laboratory)를 설립하였다. 그 후 잭슨 연구소는 생쥐 유전학 분야에 있어서 전세계에서 가장 중요한 연구센터로 성장하였다. -
1972년 생쥐 유전학에 대한 최초의 컴퓨터 데이터 베이스
잭슨 연구소에서는 생쥐 유전학에 대한 카드식 데이터 베이스를 컴퓨터를 이용한 최초의 포유류 유전학 데이터 베이스로 새롭게 업 데이트 하였다. 이렇게 만들어진 데이터 베이스는 앞으로 생쥐 지놈 염기서열분석 프로젝트의 핵심 역할을 하게 될 생쥐 지놈 데이터 베이스의 초석이 되었다. -
1977년 생거 염기서열 분석법
프래드 생거(Fred Sanger)는 테스트 튜브 내에서 신장되는 DNA 가닥의 말단에 방사능으로 표지 된 핵산을 결합시키는 방법을 이용하여 DNA 염기서열 분석법의 일대 혁신을 불러 일으켰다. 생거와 그의 공동 연구원이었던 [[왈터 길버트](Walter Gilbert)는 이에 대한 공로를 인정 받아 1980년 노벨 화학상을 수상하였다. -
1982년 최초의 유전자 조작 생쥐 탄생
[리차드 파미터]](Richard Palmiter)와 랄프 브린스터(Ralph Brinster)의 연구팀은 음식물 내에 존재하는 아연(zinc)에 의해서 조절되는 유전적인 요소를 쥐의 성장 호르몬 유전자에 융합 시킨 후에 수정된 생쥐 배아에 주입하였다. 그 결과 얻어진 생쥐에게 여분의 아연을 먹이자 보통 생쥐보다 더 크게 자랐다. 생쥐의 유전자를 조작하는 기술을 이용하여 유전적인 분석을 하는 새로운 기술이 개발되었다. -
1983년 PCR 법 개발
캐리 뮬리스(Kary Mullis)에 의해 특정 DNA 염기서열을 빠르고 엄청나게 증폭시킬 수 있는 방법인 PCR(polymerase chain reaction)이 개발되었다. 이 방법은 현재 전세계에 있는 생물학 실험실에서 보편적으로 이용하는 방법이 되었다. 뮬리스는 PCR 발명에 대한 공로를 인정 받아 1993년 노벨상을 수상했다. -
1987년-89년 최초의 유전자 결손 생쥐 탄생
마틴 에반스(Martin Evans), [[올리버 스미시즈]](Oliver Smithies), 그리고 마리오 카페키(Mario Capecchi)는 배아 간세포(embryonic stem cell)에 있는 특정 유전자를 타깃으로 하여 이 유전자의 기능을 선택적으로 불활성화 시킨 최초의 '유전자 결손' 생쥐를 만드는데 성공하였다. 이들은 이 연구결과에 대한 공로를 인정 받아 2001년 래스커 상(Lasker Award)를 수상했다. 유전자 결손 생쥐 제작기술을 통해 지금까지 수천 종류의 유전자 결손 생쥐들이 만들어졌다. -
1996년 '버뮤다 원칙' 재정
버뮤다에서 열린 제 2차 인간 지놈 프로젝트 회의에서 연구원 및 임원들은 지놈 염기서열 데이터에 대해 아무런 제한 없이 신속하고 공개적으로 이용하는 것을 보장하는 규정을 재정하는데 동의하였다. -
1998년 생쥐 복제
1997년 복제 양 돌리(Dolly)가 탄생한 다음 최초의 복제 생쥐인 큐멀리나(Cumulina)가 만들어졌다. -
1999년 생쥐 지놈 염기서열 분석 컨소시엄 구성
1990년 시작된 인간 지놈 프로젝트에는 지놈 염기서열이 분석된 5가지 주요 모델 생물 가운데 쥐가 포함되었다. 인간 지놈 염기서열 분석이 잘 진행되고 있던 1999년에 웰컴 트러스트 생거 연구소(The Wellcome Trust Sanger Institute), 화이트헤드 지놈 연구 센터(The Whitehead Centre for Genome Research), 그리고 워싱턴 대학교 지놈 염기서열 분석센터(Washington University Genome Sequencing Center)에서는 생쥐 지놈 염기서열 분석 컨소시엄(Mouse Genome Sequencing Consortium, MGSC)을 결성하여 생쥐 지놈 염기서열 분석을 착수하였다. 2002년에 들어서 MGSC에는 전세계 6개 국가에 있는 26개 연구소의 과학자들이 참여하게 되었다. -
2001년 2월 인간 지놈 초안 발표
인간 지놈 프로젝트가 공식적으로 시작된 지 11년이 지난 후에, 인간 지놈에 대한 첫번째 초안이 발표되었다. 국가로부터 연구비를 지원 받아 네이처(Nature)에 초안을 발표한 국제 인간 지놈 염기서열 분석 컨소시엄(International Human Genome Sequencing Consortium)과 크레이그 벤터(Craig Venter)가 이끄는 미국 기업으로써 사이언스(Science)에 초안을 발표한 셀레라 지노믹스(Celera Genomics)는 서로간에 대접전을 벌이고 있다. 획기적인 두 연구업적은 약 32억 염기 쌍(base pairs), 31,000개의 유전자가 포함되어 있을 것으로 예상되는 인간 지놈 전체에 대한 전경(panoramic view)을 제공하였다. 완벽한 염기서열 분석을 위해서 아직도 해야 할 일들이 많이 남아있지만, 공공 컨소시엄과 셀레라의 공동 노력을 통해서 전례 없는 연구성과가 얻어질 것이다. -
2001년 6월 셀레라 지노믹스: 샷건 방식의 생쥐 지놈 염기서열 판매
미국 기업인 셀레라 지노믹스(Celera Genomics)는 한번에 전체 지놈 염기서열을 분석하는 전체 지놈 샷건 염기서열 분석법(whole-genome shotgun sequencing)으로 밝힌 생쥐 지놈 염기서열 초안을 판매하기 시작하였다. 생쥐 지놈에 대해 5배 더 많은 정보를 제공하는 셀레라의 생쥐 지놈 염기서열은 개인 고객들에게 3년 계약 조건으로 $45,000에 제공되었다. 셀레라에서는 DBA 종을 포함하여 4종의 생쥐 지놈 염기서열을 제공하지만, 공공 자금으로 염기서열이 수행되고 있는 C57Bl/6J 종에 대해서는 제공하지 않고 있다. -
2002년 5월 생쥐 16번 염색체
셀레라에서 판매하는 생쥐 지놈 염기서열을 이용하여, 리차드 무랄(Richard Mural) 등은 생쥐 16번 염색체 염기서열에 대한 분석결과를 사이언스(Science)에 발표하였다. 리차드 등은 이미 특성이 잘 분석되어 있는 인간 21번 염색체와 유전적으로 매우 유사한 광범위한 영역이 존재한다는 사실을 발견하였다. -
2002년 8월 생쥐 지놈의 물리지도 발표
국제 컨소시엄에서는 지놈의 물리지도를 제작함으로써 생쥐 DNA 염기서열 전체 분석을 위한 기초를 제공하였다. 인간과 생쥐 염기서열 간의 상당부분이 일치하여, 분석된 생쥐 염기서열의 레이아웃을 작성하는 것이 가능했으며, 반대로 인간 지놈에서 결여된 부위를 채우는데 이용할 수 있었다. -
2002년 12월 생쥐 지놈: C57Bl/6J 종의 지놈 염기서열 초안 발표
생쥐 지놈 염기서열 분석 컨소시엄에서는 국제적인 공동 노력의 결정체인 C57Bl/6J 종 생쥐의 지놈 염기서열에 대한 고품질의 초안을 발표했다. 크기가 약 25억 염기 쌍, 30,000개의 유전자로 구성되어 있었으며, 인간 지놈 보다는 작았다. 인간과 생쥐 지놈의 약 40%가 서로 직접 결합하였으며, 생쥐 유전자 내에 80%의 인간 유전자와 일치하는 유전자가 존재했다. 함께 발표된 논문들에서는 생쥐의 유전구성에 대한 다양한 측면을 자세히 다루었다. 일본의 리켄 지놈 과학 연구소(RIKEN Genome Science Laboratory)에서는 생쥐 지놈에 대한 많은 자료들을 제공하고 있다.
