기본 콘텐츠로 건너뛰기

인슐린을 무기로 사용하는 청자고둥


 많은 생물들이 생존을 위해서 독특한 독(toxin)을 발전시켰습니다. 그런데 이중에서도 아주 독특한 기원의 독 성분이 청자고둥(Cone Snail)에서 발견되었다고 합니다. 먹이를 빨리 움직이지 못하게 만드는 이 독은 바로 인슐린입니다. ​

(먹이를 사냥하는 청자고둥 두 종. Two species of cone snail, Conus geographus (left) and Conus tulipa (right) attempting to capture their fish prey. As they approach potential prey, the snails release a specialized insulin into the water, along with neurotoxins that inhibit sensory circuits, resulting in hypoglycemic, sensory-deprived fish that are easier to engulf with their large, distensible false mouths. Once engulfed, powerful paralytic toxins are injected by the snail into each fish. Credit: Jason Biggs and Baldomero Olivera)​
 청자고둥은 날카로운 이빨이나 발톱을 지니지 않고 바다 밑바닥에서 느리게 움직이는 동물입니다. 그러나 육식성인 종들은 자신의 몸을 보호하거나 사냥을 위해서 특별한 기술을 발전시켰습니다. 이런 경우 가장 논리적으로 합당한 기술은 바로 독을 만드는 것이죠. 일부 청자고둥 가운데는 매우 강력한 독으로 사람도 즉사시킬 수 있는 종들이 존재합니다.
 이런 독성 물질은 그 자체로 연구 대상이 될 수 있지만, 이 중에서 특히 독특한 메카니즘을 가진 것들은 약물로써 연구되기도 합니다. 예를 들어 신경독 가운데 일부는 진통제로 연구되기도 했고, 항암제나 다른 질환에 대한 치료제의 가능성이 있는 독들도 존재합니다. 하지만 이 중에서 인슐린 성분이 섞여 있다는 것은 과학자들도 쉽게 예상하지 못했던 일이었습니다.
 유타 대학의 헬레나 사파비-헤마미 교수(Helena Safavi-Hemami, a research assistant professor at the University of Utah)와 그녀의 동료들은 Conus geographus 와  Conus tulipa ​라는 청자고둥의 독에서 소량이 아닌 대량의 인슐린을 찾아내는데 성공해 이를 PNAS(Proceedings of National Academy of Sciences. 미국립 과학원 회보)에 보고했습니다.

 이 작은 해양 무척추동물이 인슐린을 독으로 사용하는 원리는 간단합니다. 먹이가 가까이 다가오면 물속으로 이 인슐린을 분비해 저혈당을 유발해서 먹이인 물고기가 쉽게 움직이지 못하게 막는 것입니다. 저혈당에 빠진 먹이는 판단 능력이 떨어지고 움직임도 느려져 잡기 쉽게 됩니다.

 하지만 여기서 한 가지 더 흥미로운 부분은 이 청자고둥들이 사용하는 인슐린의 구조입니다. 보통 인슐린은 매우 다양한 동물에서 혈당을 떨어뜨리는 역할을 하지만 사냥하는 먹이를 마비시키거나 저혈당 쇼크에 빠지게 할 만큼 빠르게 작용하는 인슐린은 현재까지 보고된바 없었습니다. 

 새롭게 발견된 인슐린은 보통의 인슐린보다 매우 단순한 구조를 지니고 있습니다. 43개에 불과한 아미노산의 숫자는 (참고로 사람 인슐린은 51개의 아미노산으로 되어 있음) 이제까지 발견된 인슐린 중에서 가장 작은 것이라고 합니다. 따라서 쉽게 흡수될 뿐 아니라 매우 빠르게 효과를 나타내는 것으로 생각됩니다. 

 향후 이 새 인슐린이 의학적인 용도로 사용되게 될지는 알 수 없지만 새로운 인슐린을 개발할 때 많은 참고 자료가 될 수도 있습니다. 종종 의외의 장소에서 신약이 개발되기도 하는데 이번 연구 역시 그런 분야에서 새로운 가능성을 제시할 수 있겠다는 생각입니다.

 참고


 Specialized insulin is used for chemical warfare by fish-hunting cone snails, PNAS,www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1423857112



댓글

이 블로그의 인기 게시물

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...

이빨이 다시 진화한 개구리

  ( CT scans of Gastrotheca guentheri skulls revealed what appeared to be identical rows of teeth on both the upper and lower jaws, which researchers later confirmed through dissection. Credit: Florida Museum/Daniel Paluh )  개구리는 2억년 전 진화 과정에서 이빨을 잃어버리고 큰 턱과 혀를 이용해 곤충 같은 작은 먹이를 잡아 먹는 방향으로 진화했습니다. 파충류나 포유류 같은 다른 사지류와의 경쟁에서 밀려 양서류가 쇠퇴하고 멸종하던 시기에도 개구리는 여전히 생존할 수 있었던 비결입니다.   이빨이 없는 덕분에 큰 혀를 발사하기 편해졌을지는 모르지만, 이빨이 없으면 종종 불편할 때가 있습니다. 씹는 대신 삼키기 때문에 음식을 씹을 수 없다는 점은 문제되지 않지만, 필사적으로 달아나려는 먹이를 잡기 힘들기 때문입니다. 이런 이유 때문에 일부 개구리는 이빨 같이 보이는 엄니 (fang)을 지니고 있으나 이는 사라진 이빨이 다시 난 것이 아니라 다른 부분이 진화한 것입니다.   이는 돌로의 법칙 ( Dollo's Law )으로 알려져 있습니다. 진화 과정에서 퇴화한 부분이 다시 생겨나지 않으며 대신 필요하면 다른 부분이 진화해 그 역할을 대신한다는 것입니다. 예를 들어 아가미가 사라진 사지 동물은 다시 물에 들어온다고 해도 아가미가 다시 생기진 않습니다. 대신 고래처럼 폐가 커져서 그 기능을 대신하게 됩니다.   하지만 모든 법칙엔 예외가 있기 마련입니다. 남미에서 발견된 멸종 위기 개구리 중 하나인 구엔터 유대류 개구리 ( Gastrotheca guentheri, Guenther's marsupial frog, dentate marsupial frog)는 완전한 형태의 이빨을 지니고 있습니다. 참고로 유대류 개구리라는 명칭은...