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플라나리아 무한 재생의 비밀 밝혔다

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2017년 12월 03일 18:00 프린트하기

[표지로 읽는 과학] 네이처

 

이번 주 네이처 표지는 프랑스의 인상주의 화가 클로드 모네의 작품 같은 이미지가 실렸다. 1872년 그린 ‘인상, 해돋이’의 한 구석을 확대한 듯한 그림이지만 사실은 플라나리아의 근육 세포다. 편형동물의 하나인 플라나리아의 신체가 재생되는 과정을 밝힌 피터 레디엔 미국 메사추세츠공과대(MIT) 교수팀의 연구가 이번 주 네이처 표지 논문으로 선정됐다.

 

네이처 제공
네이처 제공

플라나리아는 몸길이가 10㎜ 밖에 안되는 아주 작은 동물로, 무한에 가까운 재생 능력으로 잘 알려져 있다. 칼로 반으로 자르면 머리 쪽에서는 꼬리가 만들어지고, 꼬리쪽 조각에서는 머리가 만들어지면서 개체 2개로 변한다. 128조각으로 자른 경우에도 각 조각이 각각 서로 다른 플라나리아 개체로 재생됐을 정도로 재생 능력이 강력하다. 그러나 플라나리아가 대체 어떤 과정을 거쳐 재생 능력을 보이는지에 대해서는 알려진 사실이 극히 적다.

 

레디엔 교수팀은 플라나리아가 신체를 재생할 때 만들어지는 근육 조직에 영향을 주는 유전자 myoD와 nkx1-1을 찾아내고, 이들의 새로운 기능을 찾아냈다. 두 유전자는 모두 근육을 재생하는 유전자다. myoD는 세로 방향 근섬유를, nkx1-1은 세로 근섬유를 따라 몸통을 둘러싸는 원형 근섬유(Circular fiberes)를 만든다. 몸 길이에 영향을 미치는 세로 근섬유가 제대로 만들어지지 않으면 플라나리아는 제대로 재생하지 않았다.

 

원형 근섬유와 관련된 nkx1-1은 재생 과정에서 특별한 영향을 주는 것이 밝혀졌다. 플라나리아를 여러 개로 조각낼 경우, 각 조각 중 머리와 가까운 부분은 머리로, 꼬리와 가까운 쪽은 꼬리로 재생된다. 그런데 nkx1-1 유전자에 문제가 생긴 조각은 꼬리는 만들어지지 않고 머리가 두 개인 플라나리아로 재생됐다. nkx1-1이 단순히 원형 근섬유를 재생하는 데 그치지 않고 주요 신체 부위를 만드는 것에 관여하는 것이 밝혔다.

 

연구팀은 “이번 연구는 근육을 관장하는 유전자가 움직임을 만드는 근육 조직을 만들 뿐만 아니라 다른 부위 재생에도 영향을 미친다는 것을 밝혀낸 것”이라고 말했다.


☞ Peter W. Reddien(2017), Orthogonal muscle fibres have different instructive roles in planarian regeneration, Nature 551, 623–628
doi:10.1038/nature24660

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