▲ 사진=오리버 허버트 박사/NIH

남녀는 신체는 물론 사고방식에도 차이가 존재한다. 심지어 '화성에서 온 남자, 금성에서 온 여자'같은 제목의 책이 베스트셀러가 될 만큼 그 차이는 분명하다. 과학자들은 이런 차이가 어디서 기인하는지 연구해 왔지만, 쉽지 않았다. 인간에게는 뇌의 구조 및 기능에 따른 차이 만이 아니라 여러 가지 사회적, 교육적 요소가 남녀 간의 차이를 만드는 데 관여해서 순수하게 생물학적 차이만 구분해서 연구하기 어렵다. 하지만 사람보다 단순한 동물 모델에 비춰보면 중요한 단서를 얻을 수도 있다.

예쁜꼬마선충 (Caenorhabditis elegans)은 몸길이가 1mm가 조금 넘는 작은 토양 선충이다. 다행히 사람에 기생하지 않아서 일반인들에게는 생소하지만, 단순한 구조와 키우기 쉬운 특징 때문에 생물학자들에게는 매우 친숙한 실험동물이다. 특히 이 선충의 뇌는 뇌를 연구하는 과학자들에게 여러 가지 귀중한 정보를 제공했다. 7000 개에 불과한 신경세포(뉴런)를 가진 단순성에도 불구하고 여러 가지 행동 및 인지 기능을 가지고 있어 뇌 연구에 동물 모델로 적합하기 때문이다.

더 놀라운 사실은 이 단순한 뇌를 가진 생물에서조차 암수 뇌 구조가 차이가 있다는 점이다. 미 국립의료원(NIH) 산하의 국립신경장애및뇌졸중연구소(NINDS)의 올리버 허버트(Oliver Hobert) 박사와 동료 과학자들은 예쁜꼬마선충의 뇌가 암수별로 다르게 발달한다는 사실을 발견하고 최근 이를 네이처지에 발표했다.

연구팀에 의하면 예쁜꼬마선충은 성충이 되기 전에는 혼합형의 뇌 구조를 가지고 있으나 성충이 되어 번식이 가능한 시기가 되면 서로 다른 뇌 구조를 발달시키게 된다. 이는 발달 과정에서 성별에 따라 다른 신경 시냅스의 가지치기와 암수 성에 특화된 특수 신경 세포를 발전시키는 방식으로 나타난다. 그런데 왜 이런 단순한 생물체에 성 분화가 필요할까? 그것은 성공적으로 자손을 남기는데 결정적인 역할을 하기 때문으로 보인다.

예를 들어 예쁜꼬마선충의 PHB 뉴런은 암수 모두에서 발견되나 그 기능이 암수에 따라 달라져 수컷에서는 화학 수용체로 암컷의 신호를 발견하는 역할을 한다. 만약 암수에서 이 신경의 구조와 기능이 같다면 암수 선충 모두 암컷과 짝짓기를 시도하는 웃지 못할 일이 발생할 수 있으므로 이런 신경이 성별에 따라 분화된다는 것은 예쁜꼬마선충의 생존을 위해서 매우 중요하다.

이번 연구는 단순한 뇌 구조를 가진 동물 모델에서 성에 따른 뇌 구조의 분화를 매우 구체적으로 밝혀냈다는 데 의의가 있다. 이는 인간을 포함한 더 복잡한 생물에서 성에 따른 뇌의 기능 및 구조 변화를 이해하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

사진=오리버 허버트 박사/NIH

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com