‘1mm’ 내몸에 나침판 있다...지구 자기장 읽는 ‘선충’

예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)은 몸길이 1mm에 불과한 작은 선형동물로 불행히 예쁜 외모보다는 실험동물로 사용되어 널리 알려졌다. 이 작은 선충은 보관이 간편하고 기르기가 쉬우며 투명한 몸을 통해 내부를 들여다볼 수 있는 데다 발생 단계가 간단해서 실험 재료로 널리 사용되고 있다. 실제로 2002년 노벨 생리 의학상은 이 선충을 이용해 연구한 과학자들에게 돌아갔다.

이렇듯 실험동물로 널리 사용되는 예쁜꼬마선충이지만 아직도 과학자들은 이 작은 선충에 대해서 모르는 부분들이 있다. 예를 들면 이 선충이 땅속에서 어떻게 방향을 찾아가는 지이다.

예쁜꼬마선충은 보통 흙 속에서 유기물과 박테리아를 먹이 삼아 살아간다. 그런데 과학자들은 이 작은 동물이 생각보다 깜깜한 흙 속에서 길을 잘 찾는다는 사실을 발견했다. 하지만 지금까지 그 이유는 몰랐다.

텍사스 대학의 과학자들은 이 작은 선충이 사실은 지구의 자기장을 감지할 수 있다는 사실을 발견했다. 연구팀은 이 동물이 지구 자기장을 감지할 수 있는 능력이 있다는 사실을 입증하기 위해서 투명한 젤라틴이 든 튜브에 예쁜꼬마선충을 넣고 호주, 영국, 하와이 등 다른 지역에서 움직임을 조사했다.

그 결과 이 동물이 자기장의 방향이 다른 지역에서는 좀 다르게 움직인다는 사실을 발견했다. 이와 같은 자기장 감지 감각(magnetosensation)은 사실 여러 동물에서 그 사례를 볼 수 있지만, 몸길이 1mm의 원시적인 동물에서 이를 발견할 수 있다고 생각한 사람은 많지 않았다.

연구팀은 여기서 더 나아가 과연 어떤 기관이 자기장을 감지하는지를 연구했다. 여러 신경과학자의 도움을 받은 결과 연구팀은 이 선충의 머리 부분에 TV 안테나 같은 모양을 한 독특한 신경세포(뉴런)을 찾아냈다.

연구팀이 발견한 자기장감지 신경세포(magnetosensory neuron)는 그야말로 머릿속의 나침판이나 다를 바 없는 역할을 해 땅속에서도 방향을 잃지 않게 도와준다.

사실 과거 지구 자기장을 감지하는 다른 동물들에서 이와 같은 감각 기관이 있을 것이라는 추정은 했지만, 정확히 어떤 세포인지는 알지 못했다. 예쁜꼬마선충은 매우 단순한 생물이기 때문에 과학자들에게 많은 도움을 주었는데, 이번에도 역시 단순한 구조를 가진 덕분에 비교적 수월하게 연구할 수 있었다.

생김새는 그다지 예뻐 보이지 않지만, 이를 연구하는 과학자들에게는 예쁨을 받을 만한 충분한 이유가 있는 셈이다.

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com