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두뇌 발달이 궁금해? ‘멍게’에게 물어봐! 목록

조회 : 938 | 2012-12-17

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과학기술이 눈부시게 발달했음에도 인체 중 가장 복잡하고 아직까지 미지의 세계가 많은 기관이 있다. 바로 머리.

이런 머리의 발달 기원을 가장 하등한 동물인 멍게에서 찾는데 성공했다는 연구 결과가 이번 주 ‘네이처’에 실렸다.

척추동물은 배 발생 과정에서 ‘신경능세포(neural crest cells)’라는 세포군에서 두개골 등 머리와 관련된 대부분을 만든다. 이 신경능세포는 척추동물의 발생초기에 배의 등쪽에 생기는 납작한 조직인 신경판(neural plate)에서 발생한다.

기존 연구에서 멍게는 신경능세포의 원시 사촌쯤 되는 신경세포를 갖고 있으며 이 신경능세포는 배에서 생겨 몸 전체로 뻗어나간다는 것이 확인된 바 있다.

미국 버클리 캘리포니아대(UC버클리) 마이클 레빈 박사팀은 멍게의 신경판 주변부에서 척추동물과 계통학적 특징을 공유하는 세포군을 재확인했다. 그러나 ‘트위스트(twist)’라는 유전자가 외배엽 단계에서 신경판의 발현을 조절해 척추동물에서 나타나는 중요한 특성들이 나타나지 않는 것으로 확인됐다.

이를 통해 연구진은 멍게류와 척추동물이 신경능의 분화단계에서 발생학적으로 나뉘어 지며 이 과정에서 트위스트 유전자가 중요한 역할을 한다는 것을 밝혀냈다.

표지 사진은 인도와 태평양의 열대해역에서 광범위하게 서식하는 열대보라 우렁쉥이류(bluebell tunicate)의 모습이다.

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한편 이번 주 ‘사이언스’는 원핵세포에서 액틴(미세섬유)과 같은 역할을 하는 단백질인 ‘ParM’의 원자모형을 실었다.

핵이 있는 진핵세포는 세포가 분리될 때 액틴으로 이루어진 고리모양의 단백질이 응축하면서 세포질 분열이 일어난다. 반면, 핵이 없는 원핵세포는 액틴 대신 ‘ParM’이라는 단백질 구조가 같은 기능을 한다.

영국 케임브리지 분자생물학 연구소의 가야쓰리 박사와 일본 오사카대의 후지 박사 공동팀은 전자현미경을 통해 이중나선의 긴 섬유모양으로 된 ParM의 구조를 확인했다.

연구진은 ParM에 있는 섬유가 세포질이 분열하기 전, 세포의 유전정보가 들어있는 플라스미드를 세포 양 끝으로 끌어당겨 분리시킨다고 설명했다.

김윤미 기자 ymkim@donga.com

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