칼슘 농도가 세포 작용에 다양한 변화 초래… 좌우비대칭 장기 형성 원인
日 연구팀, 심장기형 등 질환 원인 규명 기대
[의학신문·일간보사=정우용 기자] 사람의 심장이 일반적으로 몸의 왼쪽, 간이 오른쪽에 위치한 것처럼 포유류의 몸이 좌우비대칭인 수수께끼가 밝혀졌다.
일본 도쿄대와 준텐도대 연구팀은 심장기형 등 질환의 원인을 밝히는 데 도움을 줄 가능성이 있는 연구성과로 주목하고, 미국 과학저널 '디벨롭멘털 셀' 인터넷판에 최근 연구논문을 발표했다.
포유류는 단 1개의 세포가 분열을 반복하면서 다양한 세포나 장기를 만든다. 하지만 형성되는 장기가 좌우로 나뉘는 메커니즘에 관해서는 밝혀지지 않았었다.
연구팀은 쥐의 수정란을 관찰하고 태아가 되기 시작한 약 1주 후 '노드'라는 복부의 움푹 패인 곳에 섬모가 회전하고 체액에 왼쪽 방향의 흐름을 만들어내는 사실을 확인했다. 이 흐름이 수정란의 좌측과 우측에서 단백질 작용의 차이를 생성하고 있는 것으로 보고, 단백질의 모습을 포착할 수 있도록 발광시켜 추적했다.
그 결과 이 흐름에 편승한 단백질인 '폴리시스틴'이 또 다른 단백질과 결합하고 노드의 좌측에서 칼슘 농도가 상승하는 것으로 확인됐다. 칼슘 농도는 세포의 작용에 다양한 변화를 초래하는 점에서 장기가 좌우비대칭으로 형성되는 원인인 것으로 연구팀은 보고 있다.
좌우비대칭은 생명유지에 중요한 역할을 한다. 심장기형 환자는 산소를 온몸에 보낼 수 없기 때문에 수술이 필요해지는 경우가 있다. 일부 장기의 배치가 역전된 카르타게너 증후군 환자는 각 장기의 섬모 움직임이 좋지 않아 이물질을 배출하기 어렵고 폐렴 등을 일으키기 쉽다.
연구팀은 앞으로 장기의 배치와 구조의 좌우 밸런스가 평소와 달라서 일어나는 질환의 원인을 밝히는 데 도움을 주는 연구성과로 주목하고 있다고 말했다.