건강한 정자를 간단히 골라내는 장치 등장

건강한 정자를 간단히 골라내는 장치 등장

통계적으로는 전 세계 4,850만쌍의 커플이 불임으로 고통받고 있다.

체외수정이나 인공수정에는 건강한 정자가 필요하지만, 그것들을 골라낼 때 기존의 방법으로는 정자에 손상을 줄 우려가 있었다.

그래서 미국 플로리다 애틀랜틱대학(Florida Atlantic University) 컴퓨터 사이언스 학부에 소속된 왓심 아가 등 연구팀은 정자를 헤엄쳐 선별하는 장치를 개발했다.

정자가 가진 흐름을 거스르고 나아가는 성질을 이용하여 피해를 주지 않고 가장 건강한 정자를 선별하는 것이다.

자세한 연구내용은 2022년 3월 8일자의 과학잡지 「Analyst」에 게재되었다.

◆ 불임치료와 정자의 선별 작업

인공수정을 할 경우 정자의 운동성이 높을수록 임신을 할 확률도 높아진다.

인공수정의 첫 번째 과정에서는, 정자무리 중에서 「운동성이 높은 건강한 정자만」을 선별해야 한다.

그런데 기존의 정자 선별법 중 하나인 원심분리는 여러 장치와 단계를 거치면서 정자를 분리하는 데만 2시간이 걸린다.

그리고 이 방법은 정자에 손상을 줄 수 있어 산화 스트레스와 DNA 단편화를 유발한다.

따라서 정자에 손상을 주지 않는 새로운 정자 선별법이 필요하다.

이번에 연구팀은 정자가 가진 흐름을 거스르고 나아가는 성질(레오탁시스)을 이용해 새로운 선별장치를 개발하는 데 성공했다.

자연생식에서 나팔관에 도달할 수 있는 것은 방사된 약 1억 개의 정자 중 단 수백 개뿐이다.

점액의 흐름을 거스르고 헤엄칠 수 있는 운동성이 높은 정자만이 난자에 도달할 수 있다.

연구팀은 이 자연의 선별작용을 이용해 손상 없이 최고의 정자를 골라내는 방법을 고안해냈다.

개발된 정자를 선출하는 팁은 4개의 섹션으로 구성되어 있으며 다음과 같은 순서로 작용한다.

1) 난관액(난관에서 나오는 액)을 액체 주입 섹션(이미지 왼쪽 끝 튜브 부분: Flow inlet)에 주입

2) 정자 샘플 주입(이미지 중앙 작은 방: Sample inlet chamber)

3) 난관액이 통로(화상 a→b→c)을 따라 흐르면 정자는 흐름을 거슬러 헤엄치는 성질에 따라 수집 섹션(화상 중앙의 큰 공간: Collecting chamber)으로 간다.

3) 건강한 정자는 수집섹션에 모인다

4) 죽은 정자나 움직이지 않는 정자는 통로 c를 통해 떠내려가 회수섹션(오른쪽 끝의 큰 공간: Waste Collection chamber)으로 모은다.

운동성이 높은 정자의 성질을 이용해서 자연스러운 방식으로 최고의 정자를 선별할 수 있다.

실제로 이 방법으로 회수된 정자는 운동성이 매우 높고 손상도 거의 나타나지 않았다.

게다가 불과 1시간 만에 선별할 수 있어 작업자 훈련이 거의 필요 없다고 한다.

개발된 정자 선별장치는 매우 콤팩트(75×25mm)하여 저렴하게 만들 수 있다.

장치의 상업비용은 5달러 미만이라고 연구팀은 밝혔다.

이번 개발로 불임치료의 경제적 부담은 크게 줄어들 것이다.

임신을 원하는 커플들이 값싸게 최고의 정자를 선별할 수 있게 되었다.