- 서울대학교 이준호 교수팀, 네이처 뉴로사이언스지 게재
<그림. 꼬마선충이 초파리 날개 위에서 nictation하는 모습>
□ 찰스다윈은 ‘종의기원’에서 조개가 새의 다리에 붙어 다른 곳으로이동하는 현상과 같이 특정한 종이 퍼져나가는 현상을 자세히 기술하고 있다.
○ 국내연구진이 이러한 종의 확산행동 과정을 ‘예쁜꼬마선충(C. elegans)’이라는 동물을 연구하여 단일세포 수준에서 최초로 밝혀냈다.
□ 이번 연구는 교육과학기술부 ‘21세기프론티어 뇌기능활용 및 뇌질환치료기술개발사업’(사업단장 김경진)의 지원을 받아 서울대학교 생명과학부 이준호(49) 교수팀에 의해 수행되었다.
□ ‘예쁜꼬마선충’은 길이 1mm 정도의 선충류에 속하는 작은 벌레인데 단순한 신경계를 가지고 있어 신경세포 연구에 폭넓게 이용되고 있다.
○ 이 선충은 평소에 몸을 바닥에 붙이고 기어 다니다가 생존과 번식에 부적합한 환경에 처하면 꼬리를 바닥에 붙이고 몸 전체를 들어 올려 흔드는 ‘닉테이션’이라는 행동을 한다.
○ 이러한 행동으로 주변의 다른 동물에 부착할 확률을 높여 생존과 번식에 부적합한 환경에서 벗어나 새로운 서식지로 이동하는 것으로 여겨져 왔다.
○ 예쁜꼬마선충의 생존 및 확산에 결정적인 역할을 할 것으로 추측되는 이러한 ‘닉테이션’ 행동을 선충이 한다는 것이 알려진 이후, 40여 년 동안 세포 수준에서의 기작이 전혀 밝혀지지 않았다.
□ 연구팀은 이러한 ‘닉테이션’을 신경세포 수준에서 연구하여 ‘예쁜꼬마선충’의 닉테이션이 ‘IL2 뉴런’ 이라는 신경세포에 의해 일어남을 밝혀냈다.
○ 연구팀은 유전자 조작으로 ‘IL2 뉴런’을 제거한 선충은 부적합한 환경에서도 반응하지 않다가 ‘IL2 뉴런’을 복원시킨 선충은 ‘닉테이션’이 회복되는 것을 확인했다.
○ 또한, 이러한 ‘닉테이션’은 생존과 번식에 이점이 있음을 실험적으로 증명함으로써, 다윈의 ‘종의기원’에서 제시한 종의 확산 과정을 세포학적으로 밝혀낼 수 있었다.
□ 이준호 교수는 “동 연구를 통해 선충의 특정행동을 세포수준에서 밝혀냄으로써, 신경네트워크가 어떻게 행동을 조절하는지, 개별 신경세포들 사이에서 어떻게 정보전달이 이루어지는지 종합적으로 밝혀내는데 중요한 단초를 마련했다”고 말했다.
□ 연구결과는 신경과학 분야 세계 최고 권위의 학술지인 ‘네이처 뉴로사이언스’ 11월 14일 자에 게재되었다.
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