오징어의 유전암호에 대한 놀라운 사실

2020년 6월 24일
새로운 연구 결과에 의하면 오징어의 신경 세포는 분자를 편집할 수 있는 능력을 가지고 있어 자신의 유전암호를 세포핵 바깥으로 전달한다.

연체동물문에 속하는 두족류 동물에는 문어, 오징어, 갑오징어, 앵무조개를 포함한 약 700 여종이 있다. 이들은 위장 기술과 같은 멋진 능력을 가지고 있는 특별한 동물들이다. 이중에는 포식자에게 자신의 이동 방향을 들키지 않기 위해 먹물을 쏘는 경우도 있다. 이 글에서는 유전암호를 바꾸는 오징어의 능력에 대해서 알아볼 것이다. 진정 멋진 능력이다!

또한, 매우 깊은 바닷속에서 빛을 내는 경우도 있다. 그리고 문어 같은 종류는 원형과 다른 모습을 취하기 위해 몸을 비틀거나 일그러뜨리는 경우도 있다.

유전암호를 어떻게 바꿀까?

그 답은 바로 신경 조절이다. 예를 들어, 오징어는 피부의 겉껍질에 위치해있는 색소 세포를 이용해서 몸의 색깔을 바꾼다. 신경계가 조절하는 근육 수축에 반응해서 색소가 넓게 퍼지거나 색이 짙어진다. 

신속하게 위험으로부터 도망치는 오징어의 능력은 제트 추진 기능으로 가능한 것이다. 매우 큰 운동 신경 섬유 조직을 가지고 있어 겉껍질 근육의 강력한 수축을 제어한다. 그로 인해 수관을 통해 압축된 물을 분출할 수 있는 것이다.

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오징어의 신경 세포

전 세계 신경학자들이 오랫동안 두족류를 연구해온 것은 그다지 놀라운 일이 아니다. 그리고 이러한 연구를 통해 문어가 매우 놀라운 근육 제어 능력으로 자신의 몸보다 10배나 작은 장소에도 몸을 숨길 수 있다는 사실을 밝혀냈다.

오징어의 경우, 과학자들은 오징어가 단지 신경 세포의 세포핵 내부 뿐 아니라 축색 돌기에도 유전암호를 편집하는 능력을 가지고 있다는 것을 발견했다. 축색 돌기는 길고 얇은 섬유 조직으로 다른 신경 세포로 신호를 보내는 역할을 한다.

해당 연구에서는 롱핀 인쇼어 오징어(Longfin inshore squid: 아메리카창꼴뚜기)가 포함되었고 유전 정보가 동물 세포핵 바깥에서도 변화할 수 있다는 최초의 증거의 찾아냈다.

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오징어의 유전암호 변환 능력이 중요한 이유

일단, 현재 인류가 알고 있는 신경가소성을 뛰어넘는 능력이라는 점에서 중요한 의미를 가진다. 이것은 신경계가 그 구조와 기능을 바꾸는 능력이다. 그로 인해 동물이 변화한 환경에 신속하게 반응할 수 있도록 해주는 생존에 있어 가장 중요한 능력이다.

오징어는 유전암호를 편집하는 전문가이다. 2015년, 동일 연구진은 오징어가 mRNA를 인간보다 몇 배나 더 잘 편집한다는 사실을 밝혀냈다.

mRNA는 살아있는 생물의 기능에 있어 가장 중요한 분자이다. 이것은 세포핵 DNA를 리보솜으로 전달하는데 리보솜은 단백질이 만들어지는 곳이다. mRNA는 리보솜이 “해석한” DNA 조각이다. 따라서 리보솜은 동물의 유전암호에 따라 단백질을 다시 만들어낼 수 있다.

“부분적으로” mRNA를 편집하는 능력은 이론적으로 신경 세포에 필요한 부분을 충족시키기 위해 생성하는 단백질의 종류를 조절할 수 있다는 의미이다. 미래 축색 돌기 기능 장애 치료에도 도움이 될 수 있는 매우 중요한 발견이다. 축색 돌기 기능 장애는 사람들이 앓는 다양한 신경학적 장애와 연관이 있기 때문이다.

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결론

RNA 편집은 동일한 단백질의 표현에 있어 엄청난 유연성을 허용해주는 생물학적 활동이다. 생존에 있어 mRNA 편집은 DNA를 편집하는 것(돌연변이)보다 훨씬 더 안전하다. DNA 편집은 매우 위험할 수 있기 때문이다. RNA 변형은 바로 잡는 것이 가능하지만 DNA 변형은 영구적이다.

동물계에는 아직도 인간이 다 이해할 수 없는 다양한 생물학적 활동들이 존재한다. 이러한 활동을 관찰하고 연구함으로써 인간이 앓고 있는 질병에 대한 치료 방법을 찾을 수도 있다. 따라서 이런 유형의 연구는 매우 중요하다. 단순히 인간의 지적 만족을 위한 것만이 아니라 삶의 질 향상에도 도움이 되기 때문이다.

  • Vallecillo-Viejo, I. C., Liscovitch-Brauer, N., Diaz Quiroz, J. F., Montiel-Gonzalez, M. F., Nemes, S. E., Rangan, K. J., … & Rosenthal, J. J. (2020). Spatially regulated editing of genetic information within a neuron. Nucleic Acids Research. https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkaa172/5809668
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