뇌·심장까지 재생하는 우파루파 ‘재생유전자’ 찾았다

예일대 연구팀 “사지·꼬리 재생 시 카탈라아제·페투인B 필요”

예일대학교 연구팀이 사지뿐 아니라 꼬리, 눈, 난소, 폐 조직, 척추, 심장, 뇌 일부까지 재생할 수 있는 우파루파(멕시코 도롱뇽)의 재생 능력 유전자를 발견했다.

예일대학 연구원인 파커 플라워 박사는 “우파루파는 죽지 않을 정도의 부상이면 거의 모든 신체를 재생할 수 있다”고 말했다. 또 “우파루파의 재생능력은 단순히 자연계의 신비로서 흥미롭다”면서 “인간의 재생 능력을 각성시키기 위해 우파루파의 연구가 도움이 될 가능성도 있다”고 언급했다.

사이언스데일리, 기가진 등 외신에 따르면 우파루파의 게놈(유전정보의 전체)은 매우 엄청난 양이며, 게놈이 해석된 것은 2018년이다. 우파루파의 게놈은 지금까지 게놈이 해석된 동물 중 가장 많고, 인간 게놈의 약 10배 크기로 알려졌다.

우파루파 자료사진(제공:픽사베이)

플라워 박사 연구팀은 해석된 우파루파의 전 게놈을 바탕으로 우파루파의 재생 능력에 관여하는 유전자를 중점적으로 연구했다.

연구팀은 유전자 편집 기술인 ‘CRISPR-Cas9’(DNA 이중 가닥을 절단하고 게놈 배열의 임의의 장소를 삭제, 치환, 삽입할 수 있는 새로운 유전자 조작 기술)을 이용해 우파루파의 사지에 유전자 변이를 일으키고 몸의 재생에 관여하고 있다고 생각되는 25개의 유전자를 추적하는 방법을 개발했다.

재생 능력과 관계있다고 생각되는 유전자를 추적한 결과 연구팀은 우파루파의 배반포(포유류 발생의 초기단계에 형성되는 속이 빈 공 형태의 세포 덩어리)에서 2개의 유전자가 우파루파의 꼬리 재생에 기여하고 있음을 특정했다.

연구팀은 “우리는 표적에 대한 돌연변이 유발과 계통 추적을 조합하고, 재생 능력을 조절하는 미지의 인자를 특정해 새로운 선별 플랫폼을 개발했다”면서 “이 접근법을 사용했더니 유전자가 사지나 꼬리 부위를 재생하려면 카탈라아제(과산화수소가 분해돼 물과 산소가 만들어지는 반응을 촉매 하는 효소)나 페투인B라는 단백질이 필요하다는 것을 발견했다”고 설명했다.

이번 연구는 아직 초기 단계며, 연구팀은 이번에 발견된 유전자 외에도 많은 유전자가 우파루파의 재생 능력에 관여하는 것으로 보고 연구를 진행한다는 계획이다.