우리는! 유전자 검사단이에요! (특집 : 대전대성고&을지대학교 R&E)

특집 대전대성고&을지대학교 대학심화연계활동 1부

[이미지 제공=대전대성고등학교 박상훈 학생, 저작권자로부터 이미지 사용 허락을 받음]

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지난 3월부터 11월까지 을지대학교 의과대학이 주최하는 대학심화연계프로그램에 참여한 대전대성고등학교 학생들을 만나보려고 한다. 이 학생들은 주변 대학교와 연계 활동으로 좀 더 심화된 생명과학에 대한 내용을 배우고 다양한 실험을 하기 위해 이 활동에 참여했다고 한다. 그럼 지금부터 1부 학생 1학년 김문형, 2학년 박상훈, 배덕진 백승현, 최우창 학생들과 함께 파헤쳐본다. 1부 학생들은 의사, 대학교수, 유전공학자 등 직업군이 다양한 학생들로 구성되어 있다. 목표의식은 하나 ‘열정’을 가지고 최선을 다하자는 것이다. 먼저 그동안의 결과물 발표는 실험과정, 결과도출, 토의과정 순이다. 이 학생들의 실험의 목적은 생명체에 존재하는 유전자의 의미를 이해하고, 조직으로부터 유전물질을 추출하며, 추출된 유전자가 의미하는 것이 무엇인지 알아보고, 실험 과정을 직접 참여함으로써 연구 현장에서 수행하고 있는 다양한 실험 기법을 직접 체험할 수 있는 기회를 가지는 것이다. 실습 내용으로는 정소로부터 total RNA를 분리하고, 추출한 total RNA의 정성적, 정량적으로 측정한다. 그리고 역전사 방법을 사용하여 First-stranded cDNA를 합성하고 합성된 cDNA를 사용하여 중합효소연쇄반응으로 표적 유전자의 증폭을 확인한 뒤 PCR 결과를 규격화시킬 내부조절 물질 유전자를 증폭하고, 증폭된 표적 유전자와 내부조절 물질 유전자의 증폭 결과를 분석한다. 이를 통해 유전자의 발현 과정(생명의 중심원리)을 통해 DNA가 전사되어 RNA가 번역되어 단백질로 되는 과정을 알 수 있다. 실험 순서로는 균질화 기계를 이용해 정소를 분쇄하고 total RNA가 있는 용액을 얻는다. 그 다음 핵상 농도 측정기를 이용하여 total RNA의 농도를 측정한다. 그리고 total RNA의 상태를 확인하기 위해 아가로스 젤에서 전기영동을 실험하고, 전령 RNA에서 상보적인 cDNA를 합성한다. 그래서 합성된 cDNA를 사용하여 PCR 방법을 사용하여 표적 유전자 및 내부조절 물질 유전자를 증폭시키고 나서 증폭된 표적 유전자 및 내부조절 물질 유전자를 아가로스 젤에서 전기영동 한다. 긴 실험과정을 거쳐서 얻은 결과는 다음과 같다. 전기영동 한 결과를 사진으로 찍어서 표적 유전자와 내부조절 물질 유전자 밴드밀도를 측정하고 비교 분석한다. 그 결과는 다음이다. NIH Image J software를 사용하여 마우스의 정소에서 발현하는 GAPDH, 3alpha-HSD1 그리고 P450 side chain cleavage의 발현 양을 비교하였을 때, 3alpha-HSD1의 발현양은 GAPDH의 발현량의 약 50%에 해당하였으며 P450 side chain cleavage의 발현양은 GAPDH보다 약 2.3배 더 많은 것을 알 수 있었다. 발표 뒤 조장 박상훈 학생은 "우리 범위 안에서 할 수 없었던 실험을 직접적으로 할 수 있어서 좋았고, 심화된 내용을 탐구하고 발표하는 과정을 통해 조원들과 협동심도 키울 수 있는 매우 뜻깊은 활동이었다."라고 인터뷰에서 말했다.

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[대한민국청소년기자단 IT·과학부=5기 성승민기자]