손발 재생 기술, 열쇠는 도마뱀에 있다

과학의 발전 덕분에 의족이나 의수 등의 인공 기관의 기술이 현저하게 진화했다. 사고로 팔다리를 잃은 사람들에게 이런 인공 기관은 생활의 불편함을 해소하는 한 줄기 빛과 같은 것이다. 그렇지만 이들에게 어쩌면 이런 기관이 필요 없게 되는 날이 머지않아 올지도 모르겠다.

이는 손발을 재생하는 기술 덕분. 꿈 같은 이야기로 들릴 수도 있으나, 과학자들은 유전자 기술을 통해 이를 현실로 만들려고 하고 있다.

미국 기즈모도 등 과학매체에 따르면 미국 애리조나주립대와 해독유전학연구소 공동 연구진이 최근 발표한 논문에서 이구아나 일종인 아놀도마뱀(학명: Anolis carolinensis)의 꼬리를 재생하는 메커니즘을 해명했다고 밝혔다.

도마뱀은 비상 시 꼬리를 떼고 달아나는데 그 종에 따라 약 25~60일 정도가 지나면 원래의 모습으로 돌아간다고 한다.

마법처럼 보이지만 실제로 여기에는 유전자의 힘이 걸려 있으며, 이를 알아내기 위해 다음과 같은 실험이 이뤄졌다.



연구진은 각각 다른 날짜(시간 단위)에 자른 도마뱀을 가지고 실험을 했는데 도마뱀을 안락사시켜 재생 과정에 있는 꼬리에서 종이 만큼 얇은 두께로 살점을 잘라 다양한 재생 단계의 신체 구조를 분석하고 결과적으로 어떤 유전자가 어느 시점에 어떤 방식으로 재생에 관여하는지 정밀분석했다.

그 결과, 꼬리의 재생에는 무려 326가지의 유전자가 관여하고 있으며 그중 302가지는 포유류에도 일반적으로 존재하는 것으로 확인됐다.

또한 흥미롭게도 암컷 도마뱀의 자궁 속에 있던 새끼 도마뱀의 경우에는 전혀 다른 과정으로 꼬리가 성장하는 것까지 밝혀졌다.

실제 도마뱀 꼬리가 재생할 때 일어나는 메커니즘은 우선 상처 부위가 치료되면서 새로운 혈관을 가진 상피조직이 형성되기 시작한다.

그후 10일 정도 재생이 진행된다. 신경 조직이 부드러운 근섬유 밑에 깔려 있어 결과적으로 새롭게 자라라는 꼬리 부분에 체액을 전달할 수 있다.



또한 10일이 지나면 연골이 형성되고 이 부위가 작은 꼬리뼈로 변화한다. 앞서 말한 자궁 내에서의 생장은 이와 정반대의 과정이 일어난다. 공개된 사진은 매일 재생 모습을 나타낸 것으로 10dpa는 10일 뒤라는 뜻이다.

이제 나머지 유전자 24개는 도마뱀류만 가진 것으로 이런 유전자는 앞서 설명한 메커니즘보다 훨씬 복잡한 과정을 거치게 된다고 한다.

연구진은 “차세대 유전자 염기서열 분석 기술을 이용해 도마뱀 재생 세포 구조를 완벽하게 해석한 뒤, 이를 인간 유전자에 적용하게 된다면 우선적으로 사람 연골, 근육, 척수를 재생시키는 것이 가능할 것”이라고 전망했다.

이번 연구결과는 미국 공공과학도서관의 온라인 학술지인 ‘플로스원’(PLos ONE) 8월 20일 자로 게재됐다.

사진=기즈모도

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr