[와우! 과학] ‘수컷도 임신’하는 해마의 놀라운 비밀은?

해마는 말을 닮은 독특한 외형으로 우리에게 잘 알려져 있다. 하지만 해마의 진짜 독특한 특징은 외형이 아니라 수컷이 임신을 한다는 사실이다. 수컷이 알을 돌보거나 혹은 새끼를 키우는데 협력하는 경우는 종종 있지만, 아예 알을 품을 뿐 아니라 태반과 비슷한 조직을 지니고 태아에게 양분을 제공해 새끼를 ‘출산’하는 경우는 해마가 속한 실고기과 물고기 이외에는 좀처럼 보기 드물다.

독일 헬름홀츠 센터 GEOMAR 해양 연구소의 올리바 로스 박사가 이끄는 연구팀은 수컷 해마가 어떻게 면역 반응 없이 새끼를 임신하고 출산하는지 연구했다. 연구팀은 11종의 해마 및 실고기아과의 물고기를 분석했는데, 임신의 정도는 종마다 큰 차이가 있었다. 어떤 종의 해마는 수컷이 단순히 몸통에 알을 담고 부화시키는 정도인 반면 다른 해마 수컷은 아예 태반과 유사한 조직을 지녀 암컷에게 받은 수정란을 새끼 해마로 키워 출산한다. 전자의 경우는 면역 반응을 유발하지 않겠지만, 후자의 경우는 태아 조직이 수컷에 노출되기 때문에 면역 반응이 일어날 수 있다. 연구팀은 수컷 해마가 면역 반응을 조절하는 기전을 밝혀냈다.

임신에서 곤란한 문제 중 하나는 나와 다른 개체가 체내에 있기 때문에 면역 반응이 일어날 수 있다는 것이다. 그렇다고 면역 반응을 완전히 억제하면 감염병으로 죽게 된다. 따라서 포유류는 임신 중 적절한 수준으로 면역 반응을 조절한다. 임신 중 면역 반응 조절에서 중요한 역할을 담당하는 것이 주조직적합복합체(major histocompatibility complex, MHC)의 기능변화다. 그런데 이번 연구에서 해마 수컷이 포유류 암컷처럼 주조직적합복합체 기능을 변화 시켜 임신에 대응한다는 사실이 밝혀졌다.

연구팀에 따르면 해마 수컷은 임신 중 MHC II 기능을 거의 정지시키고 MHC I의 기능도 변화 시켜 면역 반응에 의해 귀중한 태아가 죽게 될 가능성을 원천 차단한다. 연구팀이 놀란 부분은 MHC처럼 중요한 면역 도구의 기능 없이도 생존이 가능하다는 부분이다. 해마 수컷이 임신 중 감염병으로 사망하지 않는 점을 보면 분명히 이를 대신할 면역 기전이 있을 것으로 생각되는데, 앞으로 흥미로운 연구 주제라고 할 수 있다.

연구팀은 이 기전을 밝혀내면 인간에서 면역 억제 및 결핍 질환을 치료하는 데도 도움이 될지 모른다고 생각하고 있다. 독특한 대사 과정이나 생존 방식을 지닌 생물은 신약이나 신물질의 좋은 후보 물질을 제공한다. 수컷 해마의 부성애가 해마 새끼뿐 아니라 인류에게도 도움을 줄 수 있을지 후속 연구 결과가 주목된다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com