홍해파리가 다른 생물과 달리 전환분화가 가능한 이유
홍해파리에 대해서 조사 중인데 홍해파리가 늙거나 스트레스를 받으면 다시 어린 세포로 돌아가 분화한다고 하는데 이 과정이 가능한 이유가 홍해파리의 유전자에 있는 텔로미어 덕분에 가능한가요?
홍해파리의 전환분화(transdifferentiation)능력은 생물학적으로 매우 특별한 특성입니다. 죽음을 피하고 생명 사이클을 다시 시작할 수 있다는 것은 많은 연구의 모티브를 주고 있습니다. 학문적으로 정확한 메커니즘은 아직 완벽하게 밝혀지지 않았습니다. 최근의 연구는 홍해파리의 텔로미어와 관련된 연구가 많이 있습니다.
안녕하세요. 생명과학 전문가 이상현입니다.
홍해파리는 세포를 재생하는 유전자가 다른 종보다 두배이상 많으며, 텔로미어가 짧아지는것을 막는 기능도 존재하여 거의 영생을 살 수 있다고 합니다.홍해파리의 전환분화 능력은 텔로미어와 관련이 있습니다. 텔로미어는 염색체 끝단에 위치한 DNA 서열로, 세포의 노화와 관련이 있습니다. 일반적으로 세포가 분열할 때마다 텔로미어는 단축되어 노화가 진행되지만, 홍해파리는 텔로미어를 보존하면서도 전환분화를 통해 어린 세포로 돌아갈 수 있습니다.
홍해파리는 그들만의 독특한 생물학적 메커니즘을 통해 전환분화 또는 교차분화라는 과정을 거칩니다.
이 과정은 성체가 된 홍해파리가 자연환경에서 스트레스를 받으면 몸 전체를 뒤집어 밖으로 뻗어 있던 촉수들을 몸 안쪽으로 밀어 넣어 다시 폴립 형태로 돌아가는 것을 의미하는데, 이 폴립형 해파리가 성숙하여 성체가 되고, 또다시 이러한 과정을 반복하여 살아가게 됩니다.
그리고 전환분화는 줄기세포에서 갈라져 나와 분화가 끝난 세포가 다시 줄기세포로 돌아가 다른 세포로 분화하는 것을 뜻하며 이 과정은 세포의 노화를 되돌릴 수 있게 하여, 이론적으로 '불멸’을 가능하게 합니다.
그러나 이 과정의 정확한 메커니즘은 아직 완전히 밝혀진 것은 아닙니다. 현재 연구는 홍해파리의 유전자가 세포를 어떻게 변화시키고, 이러한 변화된 세포가 다른 세포와 어떻게 통합되는지를 파악하는 데 초점을 맞추고 있죠.
텔로미어는 유전자를 가지고 있는 생물의 유전자에 존재하는 부분입니다.
사람도 마찬가지로 텔로미어를 가지고있습니다.
텔로미어는 염색체 끝부분에 위치한 염기서열이고, 세포가 복제할 때마다 조금씩 짧아지고
텔로미어가 없는 세포는 유전자를 복제하지 못하여 세포분열하지 못하고 수명을 다하면 죽게됩니다.
홍해파리는 세포분열 과정에서 짧아지는 텔로미어를 다시 복구하는 기작을 가진 것으로 여겨집니다.
실제로 짧아지는 텔로미어를 복원하는 것은 노화를 막는 연구에서 중점적으로 연구되고 있습니다.
지중해에 살고 있는 홍해파리는 노화와 관련된 특별한 메커니즘을 갖고 있는데요, 성체는 난자와 정자와 같은 생식세포를 생성한 후 죽지만 수정체의 경우에는 유생으로 자라 폴립 단계를 거쳐 무성생식을 합니다. 이런 '전환 분화' 과정을 거쳐 홍해파리는 무한 증식을 할 수 있다고 알려져 있습니다.