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미생물이야기 여러 가지 생명체에서 나타나는 면역 반응
2013-08-08 12:22:57
이엠생명과학연구원

여러 가지 생명체에서 나타나는 면역 반응


일반적으로 면역반응은 세균처럼 하나의 세포로 구성된 생명체에서 보다는 여러 개의 세포들이 모여서 이루어진 다세포 생명체에서 잘 발달되어 있다.  단세포 생명체들은 감염이 되면 최악의 경우 자신이 죽어버리면 되지만, 다세포 생명체들은 자신을 다시 만든다는 것이 쉽지 않으므로 가능하면 침입자를 제거해야 한다.  또한 다세포생명체는 다른 여러 가지의 세포들이 모여서 만들어진 생명체이므로 이들 세포들 간의 조화도 자신을 유지하는 데 매우 중요하다.  즉, 자신이 가지고 있는 세포들이 서로 잘 지낼 수 있는 친구와 같은 세포들인지, 아니면 자신에게 해악이 되는 적과 같은 세포들인지를 구별해야 할 필요가 있다. 국가의 경우도 그 사회를 유지하기 위하여 내부 치안을 위하여 경찰이 필요하고, 외부에서 침입하는 적을 막기위하여 군대가 있는 것 처럼, 면역체계도 자신 외부에서 발생하는 문제 뿐아니라, 내부에서 발생하는 문제도 잘 제어하여야 할 필요가 있었을 것이다. 아마도 면역이란 이러한 필요성, 즉 내부의 적과 외부의 적을 모두 가려 내야 하는 임무를 충족시키기 위하여 진화되어 왔는지도 모른다.   생명체가 점점 고등화되어 감에 따라 이러한 문제들이 점점 더 심각해지게 되며, 그러한 문제들을 해결하기 위하여 고등생물들의 면역체계는 점점 더 복잡해지고 전문화 되게 되었다.

하나의 세포로 구성된 생명체에서도 면역반응과 같은 현상은 볼 수 있다.  예를 들어 아메바와 같은 원생동물 (protozoa)은 식균작용 (phagocytosis)을 통하여 다른 미생물을 잡아먹을 수가 있으며, Streptomyces와 같은 세균이나 많은 종류의 곰팡이들은 항생물질 (antibiotics)을 만들어 주위의 다른 미생물의 성장을 억제하고 있다. 세포와 세포를 서로 구분하는 능력은 산호나 해면동물과 같은 하등생물에서 처음으로 관찰할 수가 있다.  어떤 산호에 다른 산호를 잘라서 부쳐주면, 이식된 산호가 자라지 못하고 죽게 되는데 (graft rejection), 이러한 현상은 이식 받은 산호가 이식된 산호를 남 (foreign)으로 인식할 수 있다는 것을 보여주는 것이다 (recognition of nonself).   해면동물에서는 같은 종류의 해면동물이 서로 합쳐져서 자라는 아주 특이적인 응집 현상을 볼 수 있는 데, 이는 해면동물이 자신의 것에 대한 인식기능이 있다는 것을 보여주는 것이다 (recognition of self). 하등 생물에서 나타나는 식균작용이나 자신의 것과 남의 것을 인식하는 성질은 면역현상의 기초가 되며, 고등 생물의 면역에서도 볼 수 있는 현상들이다.  동물이 진화되어가면서 점진적으로 면역반응의 종류도 다양화되고 보다 더 전문화되고 있으며, 포유동물들에는 사람이 가지고 있는 여러 가지의 면역기능들이 모두 존재하며, 비슷하게 작용하는 것으로 받아들여지고 있다.
   
포유동물에서 면역계를 구성하는 요소들은 동물들마다 서로 비슷하며, 나타나는 면역반응도 비슷하다.  그러므로, 사람의 면역계에 대한 연구는 대부분의 경우 실험동물을 이용하여 훨씬 과학적으로 이루어질 수 있다.   면역학은 실험을 통하여 이해되고 입증되는 실험과학이며, 이러한 면역학 연구에는 병원에서 얻어진 사람에 대한 임상결과들도 이용될 뿐 아니라, 토끼 (rabbit), 생쥐 (mouse), 기니픽 (guinea pi)등과 같은 실험동물이 직접적으로 이용되기도 한다.   이들 실험동물들 중에서 생쥐는 면역학에 대한 이해에 상당한 공헌을 한 생명체이다. 생쥐가 면역학실험에 많이 이용된 이유는 다음의 여러 가지를 들 수가 있을 것이다.  우선 생쥐는 사람과 같은 포유동물이므로 그 면역체계가 사람의 면역체계와 매우 비슷하여, 생쥐에서 얻은 연구결과가 대부분 사람에서도 같은 방법으로 나타나는 것으로 확인되고 있다.  또한 생쥐는 사람에 비하여 아주 작으며, 한 세대간의 길이가 약 6주정도 밖에 안되어, 새로운 개체를 얻기가 매우 쉽다는 장점이 있다.  이러한 성질은 생쥐를 형제 자매끼리 교배하여 (내교배, inbreeding) 유전적인 배경이 동일한 생쥐의 strain을 얻는 데 이용되었다. 이와 같이 하여 얻어진 생쥐를 내교배 생쥐 (inbred strain)라고 부르는데, 같은 inbred strain에 속하는 생쥐들은 사람에서는 일란성 쌍둥이와 같아서 서로 같은 생쥐로 취급된다.  이러한 inbred strain을 이용하게 되면, 연구를 통하여 얻어진 결과를 해석하는 데 있어서 각 개체들 간의 유전자의 차이에 의한 영향은 고려하지 않아도 된다는 용이한 점이 있다. 현재에는 이들 생쥐 strain들을 이용하여 재조합 생쥐 (recombinant strain), congenic strain, transgenic mice등의 새로운 변형생쥐들이 만들어지고 있으며, 최근에는 유전자 조작을 통하여 특정한 유전자가 돌연변이된 돌연변이 생쥐 (mutant mice, knock out mice)까지도 얻어져, 면역현상을 유전자 수준에서 보다 정확하게 이해하는 데 커다란 도움을 주고 있다.




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