오늘은 지난 시간에 이어 수정된 난자가 자궁에 착상한 후 어떠한 변화를 거쳐 한 생명으로 태어나는지 알아보고자 합니다.

포배상태에서 자궁벽에 착상을 한 배아는 세포의 수를 늘이고, 자신이 담당한 기관이 발생할 위치로 이동하게 됩니다. 이것은 다시 말해서 수정란 안에 있는 세포 하나 하나가 스스로 이동해야 할 방향의 경로와 목적지, 그리고 무엇으로 발생되어질 것인지 정확히 아는 것이지요.

발생과정 중에 있는 배의 세포들은 끊임없이 어떠한 모양을 만들어야하는데 이을 위해 세포의 골격을 이루는 세 가지 단백질이 적재적소에서 순간적으로 만들어지고, 소멸됨을 볼 수 있습니다. 이들은 미소관(microtubule), 미소사(microfilament), 그리고 중섬유(intermediate filament)입니다. 미소관은 직경이 100만분의 25 mm (25 nm)입니다. 이런 미소관은 세포가 쉬고 있을 때는 아무 방향으로 배열되어 있다가, 세포가 움직일 때는 움직이는 방향으로 평행하게 배열합니다. 그러면서 세포의 이동방향을 정해줍니다. 미소사은 직경이 더 가늘어서 100만분의 3-6 mm(3-6 nm)인데, 이것은 세포가 분열을 하거나 부분적으로 오므리거나 심하게 수축하거나 할 때 세포의 일부분 또는 세포 전체를 둘러 조이는 끈 역할을 합니다. 이 두 종류의 세포 골격 때문에 발생중인 배의 상피세포들은 우리 몸의 수많은 기관과 분비선들을 만들어갑니다. 한편 중섬유는 직경이 100만분의 10 mm(10 nm) 정도인 섬유인데, 이들은 구성 성분도 다양하며, 하는 일은 주로 세포내의 소기관 즉 핵, 소포체, 미토콘드리아, 리소좀 등이 세포질 내에서 안정적으로 자리를 지키도록 세포내의 기본 틀을 만들어 줍니다. 위의 세포골격들은 전자현미경으로 관찰하더라도 아주 고배율로 보아야만 보이는 존재들입니다. 이러한 내부 골격을 가진 세포들은 세포 외적 여러 요인들과 협력하여 자신이 가야할 곳으로 이동하거나 어떤 모양을 만듭니다.

세포의 이동이나 조직형성을 도와주는 요인들은 세포부착분자, 세포외기질수용체, 세포연접분자들입니다.

이동하는 세포들은 정렬되어 있는 섬유나 홈(groove)을 따라 이동하려는 성질을 갖고 있기 때문에 접촉인도(contact guidance)를 받고 있다고 합니다.

세포부착분자(ECM)는 세포끼리의 부착에 관여하는 막성 단백질로 세포의 결합특성을 결정짓습니다. 세포가 어떤 세포와 붙을지, 또 어디로 이동할지를 결정하는 것입니다.

세포외기질수용체는 세포환경을 조성하고, 세포의 분화와 이동을 도와줍니다. 대표적으로 fibronectin과 laminin이 있는데, 특히 fibronectin은 배아 발생 중에 세포 이동에 관여하여 낭배기의 세포들이 포배강으로 함입해 들어갈 때나, 중배엽 및 신경제 세포의 이동에 안내 역할을 합니다.

세포연접분자는 세포와 세포 사이, 세포와 기질 사이를 연결해주고 이 연결점을 통해 서로 물질을 교환할 수 있고, 안정된 배열을 할 수 있도록 도와줍니다. 이상 언급한 모든 것들이 함께 총체적으로 운영되어, 태어날 때까지 계속됩니다.

낭배기에 만들어진 3배엽 즉, 외배엽, 내배엽, 중배엽으로부터 인체의 모든 것이 차질 없이 분화되는데, 외배엽은 후에 주로 피부와 뇌를 비롯한 신경계로, 내배엽은 소화 및 호흡기관계와 내분비선들로, 중배엽은 외배엽과 내배엽 사이에 위치하여 순환계, 비뇨생식계, 골격계, 근육계 등으로 분화됩니다. 분화(differentiation)란 한 세포가 새로이 형태적, 기능적 특성을 얻어, 특수화된 세포와 조직 더 나아가 기관으로 발생하는 것을 의미합니다.

발생을 시작한 배의 모든 세포들은 저마다 완전한 한 생명체를 만들 수 있는 능력을 이미 갖고 있으나, 난자에서는 그들의 모든 능력은 일단 억제인자에 의해 불활성인 상태에 있습니다. 수정 후 차례차례 억제가 풀려서 순차적인 발생과정을 정교하게 진행합니다. 하나씩 달리 표현하면 배를 이룬 각 세포들의 핵들은 자신들의 모든 능력을 철저하게 절제하며 이후 주어지는 한 가지 일에만 최선을 다하는 것입니다.

어떠한 구조를 만들려면 유전자가 먼저 효소를 만들고, 그 다음 단백질을 만들며, 이어서 세포와 조직 그리고 기관을 만듭니다.

이렇게 발생 중인 배의 곳곳에서 여러 기관들이 거의 동시에 발생과정을 밟기 위해서는, 억제되어 있던 유전자들이 계속적으로, 제 때에, 제 위치에서 정확하게, 억제로부터 풀려야만 가능한 것입니다.

발생과정 중에는 세포의 죽음도 따르는데, 이는 유전자에 의해 예정에 따라 진행되므로 세포예정사라고 부릅니다. 세포예정사(apoptosis)는 세포의  선별적이고, 자발적인 죽음을 의미합니다. 올챙이가 개구리가 되면서 꼬리가 없어질 때 일어나는 것이 세포예정사의 한 예입니다.

필요 없는 부분들의 세포들이 죽어 소멸되는 것인데, 이때는 염증반응도 일어나지 않고, 죽은 세포들은 대식세포(macrophage)가 먹어서 깨끗이 치워버립니다.

사람을 예로 들면 임신 33일된 배아에게서 팔과 다리로 될 싹인 살덩어리가 나오고, 그 끝에서 손가락과 발가락이 될 부분을 제외한 세포들이 서서히 죽어 소멸되어, 임신 56일이면 예쁘고 귀여운 손가락, 발가락으로 각각 분리됩니다. 마치 조각가가 흙으로 사람의 팔을 빚을 때 손가락을 될 부분을 제외하고 조심스레 깎아내어 손가락만 남기듯이, 세포예정사도 이 같은 일을 하는 것입니다. 우리의 조각하신 하나님의 섬세한 솜씨가 발생중인 태아를  보면 느껴집니다.

이렇게 서서히 기관의 형태가 뚜렷하게 나타나게 되어 수정 후 약 8주면  사람의 모습을 갖추게 되고, 12주정도 되면 남녀의 성 구분도 가능해 집니다. 이렇게 엄마 뱃속에서 약 280일 동안에 신비하고 놀라운 경험들을 하고 나면, 영적으로 하나님의 형상을 닮은 완벽한 사람의 모습으로 세상에 태어납니다.

온통 경이로움뿐인 한 생명체의 탄생은 수정 후 경과시간을 정확하게 기억하고 있는 매스터진(master gene)이 모든 유전자의 발현을 차질 없이 총괄 지휘한 까닭입니다. 이 유전자는 무구한 세월 속에서 시행착오를 거쳐 이러한 능력을 갖추었겠습니까?

모두가 창조주 하나님의 지혜와 계획대로 진행된 것입니다.

[기도] 모든 생명체를 창조하신 하나님이여, 영광 받으시옵소서! 아멘.