늙으면 어린 시절로 돌아가는 해파리
자연은 더 놀라운 생물도 품고 있습니다. 주인공은 투리토프 투리토프시스 누트리큘라(Turritopsis nutricula)라고 불리는 '홍해파리'인데요. '영생 해파리'라는 별명으로 더 유명해요. 이 해파리는 노화가 일어나면 어느 순간 생체 시계를 거꾸로 돌려 다시 젊어질 수 있답니다.
이런 홍해파리의 유별난 특징이 알려진 건 우연한 실수 덕분이었어요. 홍해파리를 연구하던 연구진이 깜빡 잊고 이들이 들어 있던 수조를 몇 달씩 내버려뒀는데요. 연구진이 수조를 청소하려고 갔다가 신기한 현상을 목격했어요. 시간이 많이 지나 다 죽었어야 할 해파리들이 여전히 살아 있었고, 더 놀라운 건 성숙한 개체들은 모조리 사라지고 어린 개체들만 남아 있었다는 것이죠.
호기심이 생긴 연구진은 이후 해파리의 일생을 자세히 관찰하고 나서 점점 놀라워했어요. 알에서 깨어난 홍해파리는 길쭉한 관 모양으로 생겼고 바다 밑바닥에 달라붙어 집단을 이루어 살아요. 이후 성숙해지면 반으로 쪼개지면서 촉수가 자라나고 성체 해파리가 되지요. 그런데 이 성체 해파리는 어느 순간 마치 옷을 갈아입는 것처럼 몸체 전체를 뒤집어 밖으로 뻗어 있던 촉수들을 몸 안쪽으로 밀어넣어 흡수하고, 다시 길쭉한 관 모양의 어린 해파리로 변신해 바다 밑바닥에 달라붙어 생활해요. 이후 시간이 지나 성체가 된 뒤 다시 이 같은 과정을 계속 반복하며 살아가요.
이런 마법 같은 일이 가능한 이유는 세포가 '교차 분화'를 하기 때문인데요. 교차 분화는 줄기세포에서 갈라져 나와 분화가 끝난 세포가 다시 줄기세포로 돌아가 다른 세포로 분화하는 걸 뜻해요. 줄기세포는 특정 조직 세포로 분화하는 능력이 있는 세포입니다. 이 교차 분화의 구조와 과정을 완벽하게 이해한다면, 인간도 노쇠한 세포를 다시 줄기세포로 되돌려 젊고 건강한 새로운 세포를 만들어내 늙지 않을 수 있을지도 몰라요.
아직 인간이 늙는 걸 완벽하게 막는 현실적인 대안은 알려지지 않았어요. 하지만 노화가 결코 거스를 수 없는 자연의 법칙이 아니란 걸 알았으니 방법을 찾을 수도 있지 않을까요?
출처 : 조선일보 뉴스티처
해파리의 일생
해파리는 해안 암초에 붙어 있는 자루(Polyp, 용종) 단계와 플랑크톤 사이를 떠다니는 해파리(medusa, 메두사) 단계가 있습니다.
medusa는 생식 단계입니다. 그들의 알은 내부에서 수정되어 자유 수영 플라눌라 애벌레로 발전합니다.
표층수에서 잠시 떠다니다가 유충은 해저 바닥에 정착하여 한쪽 끝에 붙습니다. 그곳에서 그들은 폴립으로 발전하고 먹이를 먹고 자라기 시작합니다.
봄에 폴립 중 일부는 ephyra 유충으로 알려진 미성숙 해파리에서 싹이 트기 시작합니다. 이들은 성숙한 해파리로 자랍니다.
[임자 건강칼럼] 죽지 않는 생물(生物)도 있다
생물(生物)은 언젠가는 죽는다. 생물은 유전자(DNA)를 자손에게 남기고 죽는 것이 당연하다. 그러나 실제는 죽지 않는 생물도 있다. 홍(紅)해파리(작은 보호 탑 해파리)는 영원히 죽지 않는다.
홍해파리도 생물이니까, 나이가 들면 죽어야 하는데, 오히려 나이 어린 세포로 돌아간다는 것이다. 이 홍해파리는 먹이가 부족하거나 외부 환경이 나빠져 스트레스를 받게 되면, 우산 모양의 몸이 뒤집히고, 촉수와 바깥쪽 세포들이 몸 안으로 흡수되면서 '세포-덩어리'가 된다. 그러면서 아래로 가라앉아 바위에 부착되면, 어린 단계인 고착형 '폴립'이 되는 것이다. 홍(紅)해파리의 직경(直徑)은 1cm로 아주 작다. 홍해파리라는 이름은, 속이 비치는 소화기관이 적색(赤色)이기 때문이다.
이 홍해파리를 처음 발견한 사람은 이탈리아의 레체(Lecce)대학 해양생물과 교수 보에로-마우로(Boero-Mauro) 박사다. 학생들이 수조(水槽)에 넣어둔 해파리를 깜박 잊은 채 오랫동안 버려두었기 때문에, 모두 죽었을 것으로 예상하고, 수조(水槽) 안을 들여다 보았는데, 죽은 해파리는 보이지 않고, 태어난 지 얼마 안 되는 새끼가 되어 헤엄치고 있었다. 그 후 이탈리아 국립해양연구소의 스테판-피라이노(Stephane-Bira-ino)박사가 연구를 계승, 5년간 4000마리의 홍해파리를 관찰, 홍해파리는 노쇠(老衰)해지면, 다시 어린 새끼로 태어나는 과정을 확인했다.
이 기적은 불과 48시간 만에 행해진다. 생물이 죽는 것은 진화(進化)와 관계가 있다고 하는 학자들이 많다. 대부분 생물은 진화의 과정에서 '죽는 쪽'이 유리(有利)하다는 가설(假說)을 내놓고 있다.
'죽지 않는 생물' 즉 불로불사의 생물은 도태(淘汰)되고, '죽는 쪽의 생물'이 종(種)의 절멸(絶滅)을 막는다는 것이다. 즉 개체(個體)가 죽는 집단이 압도적으로 생존에 유리하다는 것이다.
만약 사람이 영원히 죽지 않는다고 상상해보자. 그러면 어떤 일이 일어날까? 먼저 아이들이 태어나기 어렵다. 죽지 않기 때문에 자손을 남길 필요가 없다. 만약 태어난다면, 곧 인구가 폭발하고 만다. 그러면 식량부족으로 전멸(全滅)할지도 모른다. 또 개체(個體)의 레벨에서 유전자(DNA)의 변이는 일어나지만, 그것을 다음 세대로 전하지 못하면, 1세대에서 끝나버리는 것이다.
세대가 중첩(重疊)되어야 유전자(DNA)의 변이가 일어나기 쉽다. 예를 들면, 생물에 날개가 생겨, 하늘을 나는 행위는, 변이가 수백 수천 세대가 이어받아 하늘을 날게 되었다는 뜻이다. 세대교체가 아니면, 만에 하나가 생겼더라도, 그 개체는 끝나버린다는 뜻이다. 날개가 생기는 무리가 자손을 남김으로서 날개가 있는 생물이 정착한다. 다시 말하자면, 사람은 인구폭발을 피해, 변이를 하면서 진화하기 위해, 죽는 것이 유리하게 된 것이다.
그럼 반대로 불사의 홍해파리는 왜 죽지 않은 쪽을 택했을까? 홍해파리는 진화의 경쟁에서, 빗나가서 조용히 사는 길을 택했기 때문 아닐까? 다른 종(種)과는 가급적 경쟁하지 않고, 눈에 띄지 않게 애쓴 결과인지 모른다. 다른 종(種)과 생존경쟁을 하지 않으면, 죽을 필요가 없는 것이다. 이 홍해파리는 최근까지도 불사(不死)인 것을 사람들은 몰랐다. 더욱이 이 홍해파리가 불사만 아니라 오히려 어려(젊어)지는 것이다.
'물-해파리'를 비롯한 일반적인 해파리는 수명(壽命)이 다 되었거나 적(敵)에게 습격을 당해 상처를 입으면 죽어서 바다에 녹아든다. 하지만 홍해파리의 경우는 죽는 대신 '폴립'으로 돌아와 여느 때와 똑같이 성장했다가 다시 어른으로 돌아간다. 게다가 이건 단 한 번이 아니라 원리적으로는 몇 번이라도 반복한다. 완전히 동일한 유전자=동일한 개체가 여러 번 젊어진다. 이것이 홍(紅)해파리의 불로불사(不老不死)의 구조이다.
홍해파리의 폴립에서는 같은 유전자를 가진 여러 마리의 홍해파리가 탄생한다. 즉, 젊어질 때마다 점점 자신의 복제(複製)가 늘어난다. 젊어질 때마다 복제가 늘어나면, 바다가 홍해파리로 꽉 차지 않을까? 라고 생각할지 모르지만 그렇지는 않다. 홍해파리는 피식자(被食者)이기 때문이다.
성체(成體)임에도 지름이 0.4~1cm 정도로 작기 때문에, 대부분의 개체가 다른 생물에 먹혀 버린다. 따라서 홍해파리가 폭발적으로 늘어나는 사태에 빠질 염려는 없는 것 같다. 홍해파리의 불로불사 능력(能力)은 도대체 어떤 메커니즘인지, 또 왜? 홍해파리가 이런 능력(能力)을 획득했는지 등 확실한 것은, 아직 잘 알려지지 않고 있다. 생명과학(生命科學)의 연구가 극(極)으로 치달으면, 멀지 않은 장래에는 불로불사(不老不死)의 인류가 탄생할지도 모른다.
출처 : 경북신문 (지리산 건강과학원 원장 임자)
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