지난 2012년 개봉된 영화 어메이징 스파이더맨에는 도마뱀 유전자를 이용해 잘린 팔을 재생시키는 실험을 진행하다 괴물인 ‘리자드’로 변해버리는 커트 코너스(리스 이판) 박사가 등장한다. 이처럼 잘린 꼬리를 비롯해 다양한 신체기관을 재생시켜내는 도마뱀의 놀라운 신체조직 복구 능력을 혹시 인간에게 적용하는 것이 가능할까라는 의문은 오랜 시간 생물학계가 가져온 숙제였다. 의족이나 의수 없이 절단된 사지를 예전처럼 복구할 수 해낸다는 것은 인류 역사상 유례없는 의학적, 생물학적 진화를 이룩해내는 것이기 때문이다. 그런데 이 실마리가 곧 풀릴지도 모르겠다. 영국 일간 인디펜던트는 미국 애리조나 주립 대학교 유전체학 연구진이 도마뱀 DNA 속 재생유전자 세포를 발견했다고 20일(현지시각) 보도했다. 연구진은 녹색 아놀 도마뱀(Anolis carolinensis)을 유전자 검색 기술(gene sequencing technology)을 통해 정밀 분석한 끝에, 꼬리는 물론 신체 각 부분의 재생에 관여하는 유전자 326가지로 발현되는 특수 DNA를 발견해냈다. 흥미로운 것은 해당 DNA가 일반적인 세포 성장에 영향을 미치며 사람에게도 존재하는 WNT 유전자와 유사하다는 점이다. 인간은 오랫동안 포식자를 피해 자신의 신체기관 일부를 포기한 뒤 이를 재생시키는 도마뱀의 능력에 매료되어 왔다. 이에서 한발 더 나아가, 해당 연구결과는 파괴된 신체조직을 새롭게 성장시키는 도마뱀만의 특수 유전자가 인간에게도 적용될 수 있다는 가능성을 제시해주고 있다. 도마뱀은 아니지만 비슷한 신체재생능력을 지닌 도롱뇽을 대상으로 밝혀진 유사한 연구결과는 이전에도 있었다. 영국 유니버시티 칼리지 런던(University College London, UCL) 구조분자생물학 연구진은 도롱뇽의 신체조직 재생능력을 발현시키는 효소의 존재를 밝혀낸 바 있다. UCL 연구진은 세포 프로그래밍 분석을 통해 도롱뇽의 재생능력이 ‘세포외 신호조절인산화효소(extracellular signal-regulated kinase)’ 즉, ERK의 영향을 받는 것임을 알아냈다. 이는 일종의 세포증식인자로 식물, 고등동물에 보편적으로 존재한다. 이와 관련해 애리조나 대학 연구진의 연구결과는 인간 유전자와 더욱 밀접한 도마뱀에게서 사지재생의 해법을 찾는 것이기에 조금 더 실현 가능성이 높다고 볼 수 있다. WNT 유전자는 뇌, 모낭, 혈관 등과 유기적으로 연결되어있고 줄기세포로 응용될 수 있다는 측면에서 더욱 인간과 밀접한 연관을 가지는데 도마뱀 재생세포만의 고유한 패턴을 적용할 수 있는지 여부가 다음에 밝혀내야할 과제라고 볼 수 있다. 연구진에 따르면, 통상적으로 도마뱀이 잘린 꼬리를 재생시키는데 걸리는 시간은 약 60일이며 재생위치, 세포 숫자에 따라 복잡한 유전자 구조를 형성하게 된다. 연구진은 차세대 유전자 검색 기술을 이용해 도마뱀 재생 세포 구조를 완벽히 해석한 뒤, 이를 인간 유전자에 적용하게 된다면 우선적으로 사람 연골, 근육, 척수를 재생시키는 것이 가능할 것으로 전망했다. 한편 이 연구결과는 온라인 과학 학술지 ‘Journal Public Library of Science One’에 게재됐다. 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

지난 2012년 개봉된 영화 어메이징 스파이더맨에는 도마뱀 유전자를 이용해 잘린 팔을 재생시키는 실험을 진행하다 괴물인 ‘리자드’로 변해버리는 커트 코너스(리스 이판) 박사가 등장한다. 이처럼 잘린 꼬리를 비롯해 다양한 신체기관을 재생시켜내는 도마뱀의 놀라운 신체조직 복구 능력을 혹시 인간에게 적용하는 것이 가능할까라는 의문은 오랜 시간 생물학계가 가져온 숙제였다. 의족이나 의수 없이 절단된 사지를 예전처럼 복구할 수 해낸다는 것은 인류 역사상 유례없는 의학적, 생물학적 진화를 이룩해내는 것이기 때문이다. 그런데 이 실마리가 곧 풀릴지도 모르겠다. 영국 일간 인디펜던트는 미국 애리조나 주립 대학교 유전체학 연구진이 도마뱀 DNA 속 재생유전자 세포를 발견했다고 20일(현지시각) 보도했다. 연구진은 녹색 아놀 도마뱀(Anolis carolinensis)을 유전자 검색 기술(gene sequencing technology)을 통해 정밀 분석한 끝에, 꼬리는 물론 신체 각 부분의 재생에 관여하는 유전자 326가지로 발현되는 특수 DNA를 발견해냈다. 흥미로운 것은 해당 DNA가 일반적인 세포 성장에 영향을 미치며 사람에게도 존재하는 WNT 유전자와 유사하다는 점이다. 인간은 오랫동안 포식자를 피해 자신의 신체기관 일부를 포기한 뒤 이를 재생시키는 도마뱀의 능력에 매료되어 왔다. 이에서 한발 더 나아가, 해당 연구결과는 파괴된 신체조직을 새롭게 성장시키는 도마뱀만의 특수 유전자가 인간에게도 적용될 수 있다는 가능성을 제시해주고 있다. 도마뱀은 아니지만 비슷한 신체재생능력을 지닌 도롱뇽을 대상으로 밝혀진 유사한 연구결과는 이전에도 있었다. 영국 유니버시티 칼리지 런던(University College London, UCL) 구조분자생물학 연구진은 도롱뇽의 신체조직 재생능력을 발현시키는 효소의 존재를 밝혀낸 바 있다. UCL 연구진은 세포 프로그래밍 분석을 통해 도롱뇽의 재생능력이 ‘세포외 신호조절인산화효소(extracellular signal-regulated kinase)’ 즉, ERK의 영향을 받는 것임을 알아냈다. 이는 일종의 세포증식인자로 식물, 고등동물에 보편적으로 존재한다. 도롱뇽에게는 ERK를 자유자재로 활성화할 수 있는 유전통로가 존재한다. 유전 물질이 함유된 세포 표면으로부터 ERK 효소 신호를 받아 손상된 부위를 재생시킬 수 있는 것이다. 또한 이 효소는 인간에게도 존재한다. 다만 인간이 도롱뇽처럼 신체조직을 재생시킬 수 없는 까닭은 인간의 ERK효소 활성화 통로가 극히 제한적이기 때문이다. 하지만 만일, 인간 세포가 ERK효소의 재생 프로세스를 수신할 수 있는 통로를 확보한다면 도롱뇽 같은 재생능력이 발현될 수도 있는 것이다. 이와 관련해 애리조나 대학 연구진의 연구결과는 인간 유전자와 더욱 밀접한 도마뱀에게서 사지재생의 해법을 찾는 것이기에 조금 더 실현 가능성이 높다고 볼 수 있다. WNT 유전자는 뇌, 모낭, 혈관 등과 유기적으로 연결되어있고 줄기세포로 응용될 수 있다는 측면에서 더욱 인간과 밀접한 연관을 가지는데 도마뱀 재생세포만의 고유한 패턴을 적용할 수 있는지 여부가 다음에 밝혀내야할 과제라고 볼 수 있다. 연구진에 따르면, 통상적으로 도마뱀이 잘린 꼬리를 재생시키는데 걸리는 시간은 약 60일이며 재생위치, 세포 숫자에 따라 복잡한 유전자 구조를 형성하게 된다. 연구진은 차세대 유전자 검색 기술을 이용해 도마뱀 재생 세포 구조를 완벽히 해석한 뒤, 이를 인간 유전자에 적용하게 된다면 우선적으로 사람 연골, 근육, 척수를 재생시키는 것이 가능할 것으로 전망했다. 한편 이 연구결과는 온라인 과학 학술지 ‘Journal Public Library of Science One’에 게재됐다. 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

영화 엑스맨의 주요 등장인물인 울버린은 자체 피부재생능력이 있어 웬만한 타박상은 물론 팔·다리가 절단되더라도 조금만 시간이 지나면 원상 복구된다. 언뜻 보면, 그저 만화 속 허무맹랑한 이야기 같지만 꼭 그런 것은 아니다. 실제 우리 자연 생태계에도 손상된 신체를 자체적으로 재생시키는 동물이 있는데 대표적인 것이 ‘도롱뇽’이다. 의료전문매체 메디컬엑스프레스는 영국 유니버시티 칼리지 런던(University College London) 구조분자생물학 연구진이 도롱뇽의 신체조직 재생능력 원리를 밝혀냈다고 19일(현지시각) 보도했다. 도롱뇽, 영원(蠑螈) 같은 양서류는 위기상황에 빠지면 꼬리나 다리부분을 떼어내고 도망친 뒤, 그대로 재생시키는 능력을 가지고 있다. 이들은 같은 방식으로 턱, 눈은 물론 장기와 척수까지도 필요에 따라 재생시킬 수 있다. 연구진은 오랜 세포 프로그래밍 분석을 통해 이 특수 재생능력이 ‘세포외 신호조절인산화효소(extracellular signal-regulated kinase)’ 즉, ERK의 영향을 받는 것임을 밝혀냈다. 이는 일종의 세포증식인자로 식물, 고등동물에 보편적으로 존재한다. 연구진의 조사에 따르면, 도롱뇽에게는 ERK를 자유자재로 활성화할 수 있는 유전통로가 존재한다. 유전 물질이 함유된 세포 표면으로부터 ERK 효소 신호를 받아 손상된 부위를 재생시킬 수 있는 것이다. 인간에게도 분명 ERK효소가 있지만 도롱뇽처럼 신체조직을 재생시킬 수는 없다. 그 이유는 인간의 ERK효소가 활성화될 수 있는 통로가 극히 제한적이기 때문이다. 이를 바꿔 생각해보면, 인간 성인 세포가 ERK효소의 재생 프로세스를 수신할 수 있는 통로를 확보한다면 도롱뇽 같은 재생능력이 발현될 수도 있는 것이다. 실제로 인간에게는 칼에 살짝 베이거나 다른 물질에 미미하게 손상되더라도 시간이 지나면 자체적으로 손상부위를 치료해내는 생체 메커니즘이 존재한다. 연구를 주도한 유니버시티 칼리지 런던(University College London) 구조분자생물학 연구소 수석과학자 맥스 윤 박사는 “도롱뇽의 생체 메커니즘은 인간 세포도 재생 가능함을 암시 한다”며 “ERK효소의 활성화를 돕는 통로가 신체재생을 어떻게 통제하고 다른 분자에는 어떻게 영향을 주는지를 밝혀낼 예정”이라고 전했다. 한편 이 연구 결과는 국제학술지인 ‘줄기세포 리포트(Stem cell reports)’에 발표됐다. 사진=University College London　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr