(Cracking the mystery of axolotl regeneration could lead to improvements in medical treatments for severe injuries. Credit: Amandasofiarana/Wikimedia Commons, CC BY-SA)
우파루파라는 이름으로도 잘 알려져 있는 아홀로틀은 재생 능력이 탁월한 동물입니다. 다른 양서류도 꼬리나 다리를 재생하는 능력이 뛰어나지만, 아홀로틀은 심장이나 뇌 같은 없으면 안되는 주요 장기까지 재생이 가능합니다. 인간 같으면 상상도 하기 힘든 일이지만, 일반적인 척추동물과 비교해도 역시 상상을 초월하는 재생 능력임에 틀림 없습니다.
취리히 연방공과 대학 (ETH Zurich)과 빈 대학의 과학자들은 아홀로틀의 뇌 재생 능력을 연구했습니다. 연구팀은 뇌에서도 발생학적으로 앞 부분에 해당되는 종뇌 (telencephalon)에 집중했습니다. 종뇌는 사람 같은 고등한 척추동물에서는 대뇌 반구로 발달하는 부분으로 행동이나 사고 능력을 주관하는 부분입니다. 그런 만큼 완전한 재생은 더 놀라운 일입니다.
연구팀은 재생되는 뇌에서 구체적으로 어떤 일이 일어나는지 세포 단위에서 검증하기 위해 단세포 RNA 염기 서열 분석 single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) 기술을 사용했습니다. DNA에 있는 유전 정보 중 실제로 발현되어 사용되는 것을 밝히면 이 세포가 어떤 기능을 하고 있고 어떻게 분화하는지를 확인할 수 있습니다.
(Single-cell RNA sequencing can provide information on the specific function of each cell in a sample.)
(Axolotls’ regenerative abilities have been a source of fascination for scientists.)
연구팀은 아홀로틀의 뇌가 몇 단계를 거쳐 재생된다는 점을 확인했습니다. 우선 뇌 손상이 일어나면 뇌세포로 분화할 수 있는 뇌 전구 세포 (progenitor cell)과 다른 세포들이 활발하게 증식한 후 이들이 신경아세포 (neuroblast)로 분화한다는 사실을 확인했습니다. 신경아세포는 아홀로틀에서는 처음 확인되는 것입니다. 이후 이 신경아세포들은 완전한 신경세포로 분화해 이전 기능을 회복합니다.
이렇게 완전한 뇌 재생은 물론 인간에서는 상상하기 어려운 일입니다. 하지만 어쩌면 인간에서도 일부 조직을 재생하는데 도움을 줄 수 있다는 생각에 많은 과학자들이 아홀로틀을 연구하고 있습니다. 하지만 인간에게 큰 도움이 될 수 있는 가능성과는 별개로 아홀로틀 자체는 멸종 위기종입니다. 이런 독특한 능력을 지닌 동물은 자연계에 생각보다 더 많을 것입니다. 인간을 위해서라도 이들을 보호해야 할 이유가 있는 것입니다.
참고
https://medicalxpress.com/news/2022-09-axolotls-regenerate-brains-revealing-secrets.html
Xiaoyu Wei et al, Single-cell Stereo-seq reveals induced progenitor cells involved in axolotl brain regeneration, Science (2022). DOI: 10.1126/science.abp9444
댓글
댓글 쓰기