바이스만 장벽: 지식을 상속할 수 있는가?

2020-03-15
지식 상속 가능성에 관한 새로운 연구가 발표되었다. 그 연구 결과는 바이스만 장벽에 의문을 제기했다. 계속 읽어보자!

텔아비브 대학에서 행해진 최근 연구는 생물학의 기본 원리 중 하나인 바이스만 장벽에 의문을 제기했다. 이 연구는 지식의 상속이 가능한지에 관한 추가적인 연구를 위한 첫 번째 단계일 뿐이다.

조지 와이즈 생명과학부 신경생물학과의 오드 레차비가 이끄는 연구팀은 환경에 대한 신경 반응을 유전할 수 있는 메커니즘을 RNA에서 발견했다. 그러므로, 그러한 학습된 반응은 자녀의 행동에 영향을 미칠 것이다.

그들은 이 실험을 2019년 6월 6일에 발표했다. 그들은 예쁜꼬마선충 회충을 대상으로 실험을 했다.

연구원들은 신경계의 세포가 다음 세대의 회충들에게 정보를 전달할 수 있다는 것을 보여줄 수 있었다.

바이스만 장벽 배아 계통 및 지식 상속이 가능한 경우

바이스만 장벽 및 배아 계통과 지식 상속이 가능한 경우

이 RNA 조절 메커니즘은 생물체의 신경계가 배아 계통과 소통을 할 수 있게 해줄 것으로 보인다.  그 계통은 다음 세대의 살아있는 생물의 행동에 영향을 미칠 것이다. 이것은 매혹적인 새로운 발견이다.

기본적으로 이 연구가 사실로 밝혀진다면 우리의 신경계는 우리 자손이 알고 있는 것에 한몫을 할 수 있다. 그 발견은 바이스만 장벽의 완전한 모순이 될 것이다. 비록 가장 널리 인정되는 생물학적 원리 중 하나이지만, 많은 전문가는 그것을 의심한다.

바이스만 장벽

이 이론은 당신이 물려받은 특성이 세포와 신경세포체(소마) 안에 있다고 말한다. 또한, 그것은 후손들에게 전해질 방법이 없다고 기술하고 있다. 바이스만에 따르면, 이것은 체세포와 배아 세포를 구별하는 장벽이다.

아우구스트 바이스만은 독일의 생물학자이자 유전학자였다. 그는 1892년에 출판된 책에서 유전 정보, 즉 생식 세포질 유전에 관한 연구 결과를 발표했다.

그의 이론에 따르면, 환경에 의해 야기된 배아 혈장의 변화는 배아 혈장에서 발생했을 때 자녀에게 물려주는 유전자에 영향을 미칠 뿐이다. 세포의 신경세포체(신체)에서 변화가 일어난다면 이런 일은 일어나지 않을 것이다.

일부 전문가들은 체세포 장벽이 그렇게 작동하지 않는다고 주장해 왔다. 그러나 대부분의 경우, 사람들은 당신이 획득한 특성을 상속할 수 있다는 생각을 거부하기 위한 토대로서 이 이론을 사용해 왔다.

최근 연구

최근 발표된 연구는 바이스만 장벽에 기회를 주었다. 연구원들은 가장 진보된 시스템을 사용했다.

유전자나 돌연변이에 변화를 일으키기 위해, 그들은 CRISPR-Cas9 유전자 편집 도구를 사용했다. 그들은 또한 칼슘 이미징(GECI)과 암호화된 칼슘 지표인 GCaMP2를 사용했다.

이를 통해, 그들은 오직 뉴런에서만 RDE-4에 의존하는 세포 내 siRNA(endo-siRNA)를 생성하는 회충을 만들었다. 목표는 신경 snRNA(소형 핵 RNA)의 유전적 효과를 이해하는 것이었다. 칼슘 이미징 (이미지 처리)은 그들이 광학 시스템으로 신경 활동을 관찰할 수 있게 했다.

바이스만 장벽 지식 상속: 작동 방식

지식 상속: 작동 방식

이 연구는 우리의 뉴런에 있는 snRNA가 발아 계통의 유전자를 조절하고 미래 세대의 행동에 영향을 줄 수 있다는 결론을 내렸다. 우리가 말하는 메커니즘은 여러 세대에 걸쳐 생식선에서 그 유전자의 발현을 통제할 것이다.

좀 더 구체적으로 말하면 신경 RDE-4는 최소 3세대에 걸쳐 화학적 축을 조절할 수 있다. 그것은 발아 계통에서만 발견되는 물질인 아르고너트 HRDE-1을 통해 가능하다.

더 많은 연구의 문을 여는 것

이 발견은 신경계와 배아단계의 세포들이 의사소통하는 것이 가능하다고 말한다. 그것이 우리가 얻은 정보나 ‘지식’을 상속하여 후대에 전해주는 것을 가능하게 하는 것이다.

이 연구는 그 과정에 대한 우리의 이해를 크게 바꾸어 놓았다. 또한, 유전학, 진화학, 후생 유전학, 그리고 지능을 물려받을 수 있는 능력에 대해 우리가 알고 있는 것과 관련하여 큰 영향을 미친다.

Lev, I., Gingold, H., & Rechavi, O. (2019). H3K9me3 is required for inheritance of small RNAs that target a unique subset of newly evolved genes. eLife, 8, e40448. doi:10.7554/eLife.40448

Rosso, Cami (2019) New Neuroscience Discovery May Disrupt Biology. Study shows that nervous system cells can transmit information to progeny. Psychology Today

Easley, C. A., Simerly, C. R., & Schatten, G. (2014). Gamete derivation from embryonic stem cells, induced pluripotent stem cells or somatic cell nuclear transfer-derived embryonic stem cells: state of the art. Reproduction, fertility, and development, 27(1), 89–92. doi:10.1071/RD14317