생물체가 복잡한 기관을 만드는 과정

히알루론산의 생성에 따른 팽창

세포 생성에 있어 생명공학자들에게 중요한 발견

[객원에디터 2기 / 한동민 기자] 우리 인간의 몸은 굉장히 복잡하면서도 모두 각각의 특정한 기능과 적응을 위해 만들어졌다. 최근 미국 하버드 의대 연구팀은 다양한 모양과 기능을 하는 기관을 만드는 우리 몸의 세포에 대한 의문을 풀 단서를 발견했다. 

미국 하버드의대 연구팀은 제브라피시를 대상으로 세포 시트(sheets)들이 내이(inner ear)에서 섬세한 고리 모양의 세반고리관으로 변형되는 과정을 확인했다. 연구에 따르면 이 과정에는 세포에서 생성되는 히알루론산 조합이 물과 함께 부풀어 오르는 한편, 세포 사이의 얇은 연결자들이 조직의 모양을 형성하도록 하는 지시가 포함된다고 밝혔다. 히알루론산이란 피부 속에 존재하는 성분으로 점점 나이 들수록 이 세포가 줄어들면서 피부가 건조해지거나 잔주름의 원인이다. 연구팀은 이 메커니즘이 척추동물 전반에 걸쳐 보존돼 있을 가능성이 있으며, 생명공학에도 응용될 가능성이 있다고 밝혔다.

숀 메거슨 하버드 의대 블라바트니크 연구소 시스템 생물학 교수팀은 세포가 어떻게 복잡한 3차원 구조로 발달하는지를 연구해 왔고 물고기의 종류 중 하나인 제프라피쉬에 주목했다. 제프라피쉬는 몸속이 투명하기 때문에 연구에 있어 더 편리하게 현미경을 통한 관찰이 가능하다. 

제프라피쉬 몸 안에는 세반고리관이 발견되었다. 세반 고리

관이란 방향과 균형을 유지하게 해주는 몸속 기관이다. 우리는 지금까지 세반고리관의 생성 과정을 알지 못했지만 제프라피쉬 관찰을 통해 세반 고리관의 생성을 자세하게 관찰할 수 있게 되었다.

이 세반고리관의 관찰 끝에 연구팀은 제프라피쉬의 세반고리관이 그들이 생각했던 것과 현저히 달리 형성된다는 사실을 발견했다. 그들은 세반 고리관의 생성과 동시에 히알루론산을 생성했고 이러한 팽창을 통해 세포들을 움직이게 만들 수 있다는 것이다. 또한 사이토신치라고 불리는 세포들을 통해서 특정한 방향으로만 세포들이 움직일 수 있도록 하였다. 

메거슨 교수와 문잘 박사는 자신들의 발견이 더 광범위한 의미를 가질 수 있다고 덧붙였다. 그는 이 발견이 생명공학에까지도 영향을 줄 수 있을 것이다라고 내비쳤고 “이런 연구가 세포들을 우리가 원하는 패턴과 모양으로 자라도록 하는 기본 토대가 되기를 희망한다”라고 밝혔다. 특히 히알루론산은 우리 몸의 여러 군데에서 생성되기 때문에 이 발견이 인류가 세포들의 생성과정을 알아내고, 이와 관련된 유전자 연구는 히알루론산이 발달을 유도하는 기관의 선천적 결함을 이해하는 데 도움이 될 수 있다.