[핵잼 사이언스] ‘지구 최강’ 곰벌레 경이로운 생존력 비밀 찾았다

현미경으로 봐야 보이는 다리 8개의 무척추동물인 곰벌레는 극단적인 환경에 노출돼 체내 수분이 빠지면 모든 대사 활동을 멈추는 특수 상태인 ‘탈수 가사’에 들어간다. 이로 인해 극저온이나 진공 상태의 우주 공간만이 아니라 심지어 치명적인 방사선에 노출돼도 견딜 수 있는 것이다. 이후 물이 다시 공급되면 곰벌레는 원래 상태로 돌아간다.

이에 따라 곰벌레는 흔히 ‘지구 최강 생물’로 불리지만, 이런 생존력을 가능하게 하는 메커니즘은 지금까지 거의 밝혀지지 않았다.

최근 일본 자연과학연구기구, 나고야시립대 등 연구진은 다양한 첨단 측정 기술을 통합적으로 사용해 곰벌레의 경이로운 환경 적응력에 관한 일부 비밀을 밝히는 데 성공했다.

연구진은 곰벌레의 세포에 풍부하게 존재하는 단백질인 ‘CAHS1’에 주목하고 조사를 시작했다. 투과형 전자현미경을 사용해 건조 상태에 있는 CAHS1 단백질의 형태를 살핀 것이다.

그 결과 세포는 수분이 없어짐에 따라 단백질의 농도가 높아졌다. 그래서 수용액 속 단백질을 저농도에서 고농도로 바꾸면서 분자 형태나 결집 상태를 관찰했다.

그러자 CAHS1 단백질은 농도가 높아짐에 따라 자연스럽게 모여 섬유를 형성하고 결국 젤라틴과 같은 겔 상태가 됐다. 이후 물을 더해서 농도를 희석하자 섬유와 젤은 사라져 원래 상태로 돌아갔다는 것이다.

이처럼 탈수라는 스트레스에 의해 단백질이 모여 섬유를 만드는 과정을 입증한 사례는 이번이 처음인 것으로 전해졌다.

이에 대해 연구진은 “이 단백질의 집합체야말로 곰벌레의 탈수 가사를 가능하게 하는 것인지도 모른다”면서 “예를 들어 탈수 상태에서 돌아올 때 필요한 성분을 보호하거나 건조에 의해 발생하는 유해 물질을 격리하는 작용이 있으리라 생각된다”고 설명했다.

연구진은 이번 결과로부터 곰벌레가 세포 속 풍부한 단백질 덕분에 탈수 상황에 신속하게 대응할 수 있는 것으로 보고 있다.

이번 성과는 곰벌레의 탈수 가사에 관한 이해를 깊게 할 뿐만 아니라, 물이 없는 환경에서 생명체가 적응하는 전략을 이해하는데도 커다란 단서가 된다.

연구진은 “이번 발견은 ‘살아 있다는 것은 무엇인가’라는 수수께끼에 다가감과 동시에 의료나 생명공학에 관한 응용 연구를 추진하는 과정으로 이어질 수 있다”며 기대감을 표했다.

자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포트’ 최신호(11월 4일자)에 실렸다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr