농촌진흥청은 장기 부족 문제를 해결할 대안으로 주목받는 이종장기 이식 연구에 사용되는 복제 미니 돼지 '지노(XENO)'가 장기간 유전적 특성을 안정적으로 유지한다는 사실을 확인했다고 밝혔다.
이종이식은 돼지 등 다른 동물의 장기를 사람에게 이식하는 기술이다. 하지만 돼지마다 유전적 차이가 커 실험 결과가 일정하지 않은 문제가 있었다. 일관된 특성을 가진 실험 동물을 확보하는 것이 연구의 신뢰성과 재현성을 높이는 핵심 과제였다.
국립축산과학원은 지난 2009년 국내 최초로 GGTA1 유전자를 제거한 이종이식용 복제 미니 돼지 '지노'를 개발했다. GGTA1 유전자는 돼지 체내에서 '갈(Gal) 항원'을 생성하며, 이 항원이 사람에게 이식될 경우 강한 면역 거부반응을 일으키는 주요 원인으로 알려져 있다. 연구진은 이 유전자를 제거해 거부반응을 줄일 수 있는 돼지를 만든 것이다.
개발 이후 연구진은 외부 개체를 전혀 섞지 않고 내부 개체끼리만 번식시키는 폐쇄번식 방식으로 계통을 이어왔다. 그 결과, '지노' 계통은 17년 동안 11세대를 거쳐도 장기이식에 필요한 유전적 특성이 변하지 않고 그대로 전달되는 것을 확인했다.
최신 유전체 분석 기법(주성분 분석, 연관 불균형 분석, 집단 분석 등)을 활용해 평가한 결과, '지노' 계통은 다른 돼지 집단과 뚜렷이 구분되는 독립적인 유전 집단을 이루고 있었다. 세대를 거쳐도 유전적 특성이 변하지 않는 '유전적 고정' 상태를 유지했으며, 미니 돼지 고유의 성장 특성도 안정적으로 나타났다.
연구진은 미국 MGH 미니돼지, 상업용 돼지(랜드레이스, 요크셔×랜드레이스 교잡종) 등 다른 돼지 집단과 비교 분석한 결과에서도 '지노' 계통이 독립적이고 안정된 유전군을 형성하고 있음을 확인했다.
이번 연구로 동일한 유전 특성을 가진 돼지를 활용해 동일한 조건에서 반복 연구가 가능해졌다. 이는 불필요한 반복 실험을 줄이고 동물실험 윤리(3R) 실천에도 기여할 것으로 기대된다. 또한 이종장기 이식 전임상 및 임상 연구의 표준화 기반을 마련했다는 점에서 의미가 크다.
국립축산과학원 동물바이오유전체과 이경태 과장은 "이번 연구는 이종이식용 돼지를 오랜 기간 안정적으로 유지할 수 있음을 확인한 데 큰 의미가 있다"며 "앞으로 동일한 특성을 유지하는 돼지를 활용해 사람을 대상으로 한 장기이식 연구의 정확도 향상에 기여하겠다"고 말했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 'Laboratory Animals'에 게재됐다.
