[핵잼 사이언스] ‘피터팬 도롱뇽’ 아홀로틀, 동족 다리 먹어도 재생되는 비밀

멕시코시티 인근 호수에만 서식하는 한 도롱뇽 종은 인간의 신체를 재생하는 꿈 같은 기술을 개발하는 데 도움을 줄 것으로 기대돼 많은 생물학자의 관심을 끌고 있다.

아홀로틀(axolotl)이라는 이름을 지닌 이 도롱뇽은 귀여운 외모 덕분에 ‘피터팬 도롱뇽’으로도 불리며 현재 세계 여러 나라에서 애완용으로 기르지만, 사실 야생에서는 소치밀코 호수에서만 서식하는 희귀종이다.

그런데 아홀로틀은 호수라는 제한된 서식지 특성상 먹이 부족으로 종종 동족의 다리까지 뜯어먹는 소름끼치는 습성을 갖고 있다.

이는 특히 새끼였을 때 심해 애완용으로 기를 경우 처음에 두 마리 이상 함께 두지 않아야 하는 이유가 되기도 한다. 다 자란 성체일 경우 이런 습성은 줄지만, 주의 깊게 관찰해야 한다.

그렇다고 해서 만일 아홀로틀 중 어떤 개체가 다리를 잃었다고 하더라도 크게 걱정할 필요는 없다. 왜냐하면 이 종은 다리를 잃더라도 몇 달 뒤면 다리가 생기기 때문이다. 특히 아홀로틀의 재생 능력은 피부와 뼈 그리고 근육 조직은 물론 신경 말단부까지 완벽하게 다시 자라게 한다.

이에 대해 아홀로틀 전문가인 미국의 생물학자 제임스 모나한 노스이스턴대 부교수는 최근 미국 과학전문 매체 피조그닷컴과의 인터뷰에서 이들 도롱뇽의 특별한 재생 능력은 세포 속에 있는 어떤 성분 덕분이라고 설명했다.

그는 “아홀로틀은 몸에 손상을 입었을 때 상처 부위 근처 세포들이 휴지기에서 재생기로 돌아가는 몇 가지 단서를 발견했다”고 말했다.

모나한 교수팀은 지금까지 아홀로틀의 재생 과정에 영향을 주는 ‘뉴레귤린-1’(NRG1·Neuregulin-1)으로 불리는 하나의 단백질 분자를 발견했다.

이들은 아홀로틀의 몸에서 이 분자를 제거하면 재생 능력을 잃는 것처럼 보이지만, 이를 다시 첨가하면 능력이 되살아나는 과정을 확인했다.

하지만 모나한 교수는 재생 과정에 스위치 역할을 하는 분자는 이보다 많이 있을 것이라고 지적한다.

왜냐하면 아홀로틀은 역대 가장 큰 게놈 배열을 갖고 있어 우리는 이들 도롱뇽의 몸과 유전자에 대해 여전히 이해하지 못하는 부분이 많다는 것이다.

따라서 아홀로틀에 관한 연구를 거듭하면 인간의 퇴행성 망막질환 같은 질병을 치료하는 돌파구를 마련할 수 있을지도 모른다.

모나한 교수는 또 같은 대학 화학공학과 레베카 캐리어 부교수팀과 함께 아홀로틀에서 발견한 NRG1을 인간의 망막과 비슷한 돼지 망막의 줄기 세포에 넣어 이식하는 실험을 했을 때 세포가 얼마나 생존할 수 있는지를 조사했지만, 세포는 제대로 이식되지 못하고 사멸하는 것을 확인했다.

반면 줄기세포를 아홀로틀의 망막에 이식했을 때는 훨씬 더 적은 수의 세포가 사멸한 것으로 나타났다. 이는 아홀로틀의 또다른 단백질 분자나 메커니즘이 재생 능력의 원인이 될 수 있음을 시사하는 것이다.

이에 대해 모나한 교수는 아직 정확한 메커니즘을 밝힐 수 없지만, 여전히 희망적이라고 평가한다. 그는 “우리는 이미 (태아였을 때) 한 차례 팔을 만들었다. 만일 우리가 이 과정을 되돌리는 방법을 배울 수 있다면 우리 몸이 나머지 일을 할 것”이라고 말했다.

한편 아홀로틀은 종종 우파루파라고도 불리지만 이는 일본에서 상업화를 위해 붙인 이름으로, 정식 명칭은 아홀로틀이 맞다. 원산지를 따라 단순히 멕시코 도롱뇽이라고도 불린다. 몸길이는 30㎝까지 자라며 몸 색상은 흰색과 노란색, 검은색 등 다양해 한때 애완동물로 인기가 높았다.

사진=노스이스턴대

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr