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심청이는 아버지의 눈을 뜨게 하려고 공양미 삼백석에 인당수에 몸을 던졌다. 논을 먼저 찾았다면 목숨을 희생하지 않아도 됐을지 모른다. 과학자들이 논에 사는 왕우렁이에서 사람 눈을 다시 되살릴 단서를 찾았다.
미국 데이비스 캘리포니아대 분자세포생물학과의 앨리스 아코르시(Alice Accorsi) 교수는 “왕우렁이(학명 Pomacea canaliculata)와 인간의 눈은해부학 구조나 유전적 특징을 공백경
유한다는 사실을 확인했다”고 지난 6일(현지시각) 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’에 밝혔다.
특히 왕우렁이는 사고나 질병으로 잃거나 손상된 눈을 재생할 수 있다. 아코르시 교수는 “왕우렁이의 놀라운 눈 재생 능력을 밝히면 인간의 눈 손상을 이해하는 데 도움을 받을 수 있으며, 심지어 인간 눈의 치료나 재생에 새로운 방법을 제시할 수 있바다이야기 pc버전
다”고 밝혔다.
◇잘린 지 한 달 만에 새로운 눈 자라
왕우렁이는 달팽이와 같은 복족류로 사과우렁잇과(科)에예시
속하는 연체동물이다. 껍데기가 동그란 모습이 마치 사과 같다고 사과우렁이(apple snail)라고 불린다. 다 자라면 몸길이가 15㎝에 이른다. 원래 남미에 살던 민물 달팽이로, 1983년 일본에서 식용으로 들여왔다가 이후 친환경 농법에 사용됐다. 토종 논우렁이보다 커서 왕우렁이란 이름이 붙었다.
사람은 카메라형 눈을 갖고 있다. 맨 매매기법
앞에 보호막인 각막(cornea)이 있고 그 뒤에 빛을 모으는 수정체(lens)가 있다. 맨 뒤에는 망막(retina)이 있다. 여기서 빛을 감지하는 광수용체 세포 수백만개가 빛을 전기신호로 바꾼다. 시신경(optic nerve)은 전기신호를 뇌로 전달해 물체를 볼 수 있게 한다. 왕우렁이는 사람처럼 카메라형 눈을 갖고 있다. 문어나 오징어, 거미도 마찬가세코닉스 주식
지다.
놀랍게도 왕우렁이 눈은 사람과 달리 눈을 완전히 재생할 수 있다. 연구진은 왕우렁이의 눈 재생이 약 한 달에 걸쳐 진행되는 것을 확인했다. 먼저 추가 감염과 체액 손실을 막기 위해 눈을 잃도록 한 상처를 치료한다. 보통 24시간 정도 걸린다. 다음은 아직 특정 세포로 자라지 않은 세포들이 눈이 있던 곳으로 이동해 증식한다. 약 1주 반 동안 이 세포들이 분화되면서 수정체와 망막, 각막 등 눈의 구조를 형성한다.
눈을 잃고 15일째가 되면 시신경을 포함해 눈에 있는 구조가 다 만들어진다. 그래도 아직 정상 기능은 하지 못한다. 연구진은 마지막으로 새로 생긴 눈 구조가 몇 주 더 성숙하는 과정이 필요하다고 설명했다.
왕우렁이는 머리에 더듬이처럼 구촉수(cephalic tentacle, oral tentacle)가 있다. 먹이와 주변을 탐지하는 감각기관이다. 그 아래 눈이 있다. 덮개판(operculum)은 껍질(shell) 안으로 들어간 몸을 외부와 차단한다(A). 왕우렁이의 눈은 사람처럼 카메라 구조를 가졌다. 달팽이처럼 튀어나온 눈인 눈자루(B)에는 망막(retina)과 시신경(optic nerve), 수정체(lens)가 있다(C, D)./UC Davis
◇유전자 가위로 눈 만드는 유전자 찾아
연구진은 눈 재생 과정에서 어떤 유전자들이 작동하는지도 조사했다. 눈이 절단되자 9000개 유전자가 다른 개체와 다른 속도로 작동하기 시작했다. 28일이 지나 재생된 눈에서는 1175개의 유전자가 여전히 다르게 발현됐다. 연구진은 눈이 한 달 후 완전히 재생된 것처럼 보이지만 완전한 성숙에는 더 많은 시간이 필요할 수 있다는 의미라고 설명했다.
아코르시 교수는 왕우렁이의 눈 재생 과정을 밝히면, 눈 손상 환자의 시력도 마찬가지로 회복할 수 있다고 기대했다. 연구진은 먼저 왕우렁이 배아에서 pax6 유전자를 크리스퍼 캐스9(CRISPR/Cas9) 유전자 가위로 잘라 기능을 알아봤다. pax6 유전자가 만드는 단백질은 인간과 쥐, 초파리에서 뇌와 눈의 발생과 조직화를 조절하는 것으로 알려져 있다.
크리스퍼 유전자 가위는 유전자를 자르는 효소 복합체이다. 가이드 RNA(리보핵산)가 잘라야 하는 유전자 DNA(디옥시리보핵산) 부분을 인식해 붙잡으면 캐스9 단백질이 자른다.
왕우렁이도 인간과 마찬가지로 유전자마다 똑같은 것이 두 개씩 있다. 부모로부터 하나씩 물려받았다. 연구진은 우렁이의 pax6 유전자가 두 개 모두 정상적으로 작동하지 않으면 배아에서 눈이 자라지 않는다는 것을 확인했다. pax6이 왕우렁이의 초기 눈 발달에도 필수적임을 알아낸 것이다.
연구진은 다음 단계로 pax6이 눈 재생에도 역할을 하는지 연구하고 있다. 다 자란 왕우렁이의 pax6 유전자를 변형하거나 기능을 억제한 뒤에 재생이 제대로 되는지 알아보는 실험이다. 이와 함께 수정체나 망막과 같은 눈의 특정 구조를 만드는 유전자도 조사하고 있다.
왕우렁이의 원래 눈(왼쪽)과 손상된 후 재생된 눈(오른쪽). 외관이나 기능에서 차이가 거의 없다./UC Davis
◇목 잘려도 다시 살아나는 달팽이
왕우렁이나 달팽이 같은 복족류는 수 세기 동안 몸이 잘려도 다시 살아나는 재생 능력으로 유명했다. 1766년 한 연구자는 머리가 잘린 정원 달팽이가 전체 머리를 재생할 수 있다고 기록했다. 심지어 바다에 사는 갯민숭달팽이 중에는 스스로 자기 목을 잘라 기생충에 감염된 몸을 분리하는 것도 있다.
일본 나라 여성병원 연구진은 지난 2021년 ‘커런트 바이올로지’에 “갯민숭달팽이가 스스로 목을 자르고 나중에 머리에서 다시 몸이 재생되는 모습을 확인했다”고 밝혔다. 더듬이가 달린 머리는 몸통과 분리된 뒤에도 움직이고 먹이까지 먹었다. 1~3주가 지나자 심장을 포함한 몸통이 다시 자라났다. 목이 잘린 달팽이 42마리는 모두 몸에 기생충인 물벼룩이 있었다.
아코르시 교수는 왕우렁이는 실험실에서 키우기 쉽고 새끼도 많이 낳아 눈 재생 연구에 적합한 동물이라고 밝혔다. 그는 “만약 눈 재생에 중요한 유전자군(群)을 발견하고 이 유전자들이 척추동물에도 있다면, 이론적으로 해당 유전자군을 활성화해 인간의 눈도 재생할 수 있을 것”이라고 말했다.
갯민숭달팽이(Elysia cf. marginata)가 스스로 목을 잘라낸 뒤 머리와 몸통의 모습. 머리에선 다시 몸통이 자라났다. 하지만 남은 몸통은 몇 달은 살지만 결국 부패했다./나라 여성병원
참고 자료
Nature Communications(2025), DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-61681-6
Current Biology(2021), DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.01.014
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