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[Japan BIO]최강의 생물..곰벌레의 비밀을 파헤치다 - 게놈해독하여 본격분석에
생명과학 유메 (2010-05-18)

* 건조.고온.고압에 견뎌내는 능력
바짝바짝하게 건조해도 살아남고, 고온과 초고압의 극한환경에 견디는 불가사의한 생물이 있다. 미소동물 "곰벌레"이다. 일본의 연구팀이 게놈(전유전자정보)를 해독하고, 경이적인 능력의 비밀 해명에 나섰다. "역사상 최강"의 생물로부터 지구밖 생명의 단서도 얻을 수 있을지도 모른다.

동경대대학원의 Kunieda Takekazu조교(극한생물학)의 연구실. 현미경을 들여다보니 반투명의 몸에 짧은 다리, 꿈틀꿈틀 걷는 곰벌레가 보였다. 그 모습이 곰과 닮아있는 것이 이름의 유래이다.

신장은 1mm미만으로 다리는 8개. 벌레라고 불리는 곤충이 아닌 천천히 걷는 것을 의미하는 "완보동물"이라고 하는 독립그룹으로 분류된다. 육지와 바다 등에 약 1천종이 생식하고, 근접한 장소에서는 도로가의 이끼안에 숨어있는 경우가 많다.

생물에 물은 없어서는 안되지만 곰벌레는 건조해도 괜찮다. 수분을 잃으면 몸이 "원형의 나무통"과 같은 형태로 수축하고, "건면"이라고 불리는 가사상태에 들어간다. 생명활동을 보이는 대사는 검출되지 않아 죽은 것 같이 보이지만 물을 주면 아무일도 없었다는 듯이 "소생"해서 걷기 시작한다. "건면상태는 살아있는 것도 죽은 것도 아닌 제3의 모습으로, [잠재생명]이라고 불린다"고 Kunieda조교는 말한다. 마시지 않고 먹지 않는 건면에 견기어낸 최장기간은 9년, 동결보존의 경우는 20년후에 부활한 기록도 있다.

건면상태의 곰벌레는 극한환경에 견뎌내는 경이적인 능력도 가진다. 151도의 고온, 거의 절대영도의 극저온, 심해저보다 훨씬 고압의 7만5천기압 등, 보통의 생물은 죽어버리는 혹독한 환경에서도 살아남는다.

*미지의 메커니즘
건조에 견뎌내는 동물은 아프리카에 있는 Sleeping Chironomid의 유충이 알려져 있다. 건기가 되면 생체분자의 보호작용이 있는 trehalose라고 하는 당을 대량으로 합성하여 축적, 몸을 지킨다. 그러나 곰벌레의 경우, trehalose의 축적은 조금밖에 없고 미지의 메커니즘이 작용하고 있는 듯하다. Kunieda조교 등의 연구팀은 작년 게놈을 해독해서 본격적인 분석을 시작했다.

해독에 사용한 것은 삿포로시내의 노상에 건조된 이끼로부터 채취한 "Yokozuna Tardigrade(곰벌레 일종)". 약1만5천개의 유전자를 다른 생물과 비교한 결과, 약8할은 고유의 신규유전자임을 알아냈다.

Kunieda조교 등은 건조내성에 관계가 있을 가능성이 있는 몇개의 단백질을 발견. 게놈정보와 합쳐서 그 성질을 자세하게 조사하고 있다. 건조에 견뎌내는 구조를 알아내면 현재는 동결보존하고 있는 세포 등의 생체시료를 보다 간편하게 낮은 가격의 건조상태에서 보존할 수 있을 가능성이 있다. Kunieda조교는 "건면으로부터의 부활과정을 조사하는 것으로 [생명은 무엇인가]라고 하는 근본적인 의문에도 접근해보고 싶다"고 말한다.

건조에 견뎌내는 곰벌레는 사실은 육지에 사는 동료뿐이다. 바다에서 살았던 선조가 육상에 진출할때, 그 능력을 획득한 것 같다. 미국에서는 건조내성을 가지지 않은 곰벌레의 게놈해독이 진행중이고, 양자의 비교로 진화의 과정을 알 수 있을지도 모른다.

*화성에서도 생존가능?
곰벌레는 우주과학분야에서도 주목받고 있다. 진공과 강한 방사선 등 가혹한 환경의 우주에서 생명이 존재할 수 있는지를 조사할 알맞은 모델동물이 되기 때문이다. 유럽우주기관(ESA)는 2007년 건면상태의 곰벌레를 인공위성에 태우고 우주공간에 10일간 방치해도 죽지않는 것을 확인. 우주공간에서 동물이 생존한 최초의 사례이다.

미항공우주국(NASA)에서는 Yokozuna Tardigrade의 발견자인 Horikawa Daiki연구원 등이 화성에서 생존할 수 있는지를 조사하고 있다. 화성은 지구와 달리 오존층이 없기 때문에 유해한 자외선이 대량으로 내리쬔다. 곰벌레의 자외선내성을 조사함으로써 다세포생물이 화성에서 생존할 수 있는지를 조사하는 실험이다.

"지구외 생명이 존재하는지 어떤지와 지구의 생명이 다른 혹성에 진출해도 번영가능한지 어떤지 검증할 수 있다"고 Horikawa는 말한다. 곰벌레 연구로부터 생명의 무한가능성이 보일 듯하다.

원문: http://sankei.jp.msn.com/science/science/100517/scn1005170749002-n1.htm

*  위의 내용은 과학에 관심있는 일본어를 공부하는 비전공자의 번역으로, 내용 중 오류가 있는 부분은 댓글로 남겨 주시면 수정하도록 하겠습니다.

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