머리 잘려도 다시 생기는 플라나리아 재생 능력의 비밀 [와우! 과학]

자연계에는 꼬리나 다리가 잘려도 거뜬히 재생되는 동물들이 적지 않다. 아마도 이 분야에서 최강자는 플라나리아일 것이다. 플라나리아는 잘려 나간 꼬리만 재생되는 것이 아니라 꼬리에서 새로운 머리가 자라나 독립된 개체로 살아갈 수 있다. 심지어 김밥처럼 여러 개로 잘라도 각각 머리를 지닌 개체로 성장한다.

독일 괴팅겐의 막스플랑크연구소 요헨 링크가 이끄는 연구팀은 플라나리아의 뛰어난 재생 능력의 기원을 알기 위해 36종의 플라나리아 유전자 데이터를 분석했다. 연구팀이 분석한 플라나리아는 재생 능력에 따라 크게 세 가지 그룹으로 나눌 수 있었다. 우선 우리에게 친숙한 몸 전체 재생 능력이 있는 플라나리아와 머리까지 재생되진 않지만 제한된 재생 능력을 지닌 그룹, 그리고 플라나리아라는 분류가 무색하게 재생 능력이 거의 없는 그룹이 있었다.

연구팀은 이 차이가 하나의 신호에 의해 조절된다는 사실을 발견했다. Wnt 신호는 고환과 알의 성장을 촉진하는 신호 체계로 이 유전자가 활성화된 경우 플라나리아의 재생 능력은 크게 제한됐다. 반면 재생 능력이 뛰어난 플라나리아는 Wnt 신호가 억제되어 있었다.

연구의 1저자인 미구엘 빌라-파레는 플라나리아의 뛰어난 재생 능력이 생존을 위한 것이라고 보는 일반적인 견해와 반대로 사실은 생식을 위한 것이라는 점을 시사하는 결과라고 설명했다. 만약 생존을 위한 것이라면 플라나리아 전체는 물론 플라나리아가 속한 편형동물 전체에서 이런 생존 능력을 쉽게 관찰할 수 있을 것이다.

하지만 몸 전체 재생 능력이 왕성하게 유성 생식을 하는 편형동물에서 관찰하기 어렵고 분열법으로 무성 생식을 하는 플라나리아에서 관찰된다는 점은 번식을 위한 것으로 해석할 수 있다. 이렇게 해석하면 꼬리에서 머리가 재생되는 것은 놀라운 일이 아니라 당연한 일이다. 본래 이렇게 번식하기 때문이다.

분열법에 의한 무성 생식은 혼자서도 성체를 만들 수 있어 특정 환경에서 생존에 유리하지만, 유전적으로 동일한 개체가 많아져 환경 변화나 전염병에 취약한 문제점이 있다. 단순한 몸 구조를 지닌 편형동물 중 플라나리아 같은 재생 능력을 지닌 종이 드문 이유는 유성생식에 더 많은 투자를 하기 때문으로 볼 수 있다. 기적의 재생 능력이라고 해서 반드시 생존에 유리한 건 아닌 셈이다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com