과학자들이 극한 환경에서 견디는 물곰의 동면에서 나타나는 화학적 과정을 분석해 지난주 풀로스 원 저널에 공개했다. 마셜 대학과 노스캐롤라이나 대학교 연구진은 특정 세포가 물곰의 위기 감지 신호를 한다는 사실을 발견했다.

물곰은 물이나 산소가 없어도 죽지 않는 생명력을 지녔다. 건조하거나 척박한 환경과 맞닥뜨린 물곰은 휴면상태에 들어간다. 다리 여덟 개가 움츠러들며 공 형태로 변모하고, 몸에서 수분을 빼내 건조한다. 탈수된 물곰의 신체는 신진대사가 거의 감지되지 않을 정도로 느려진다. 

절지동물의 가까운 친척으로 여겨지는 물곰은 학계에서 약 1100종이 보고됐다. 크기가 0.1센티미터보다 작으며 다양한 환경에서 서식한다. 식물의 꽃, 이끼, 모래, 담수, 바다 등에서 발견된다. 물곰은 보통 식물을 주식으로 삼지만, 일부 종은 다른 무척추동물을 잡아먹는 육식성 동물이다.

최신 연구에서 과학자들은 물곰이 휴면상태에 들어가고 중단하는 기제를 밝혔다. 연구진은 실험실에서 물곰을 -80도의 저온 및 높은 밀도의 과산화수소, 소금, 설탕 용액에 각기 노출해 동면을 유도했다. 물곰 세포는 외부 위협이 감지되자 활성산소를 생산하기 시작했다. 활성산소는 시스테인이라는 단백질 아미노산을 산화시키는 기능이 있다. 체내 단백질이 변하면서 물곰이 휴면하도록 몸에 신호를 보냈다. 연구진은 물곰이 시스테인으로 주변 환경을 감지하고 압박에 반응하는 것으로 분석했다. 

환경이 생존에 우호적으로 바뀌면 산화작업은 중단된다. 세포들이 휴면상태에서 다시 깨어나는 것이다. 연구진은 물곰을 시스테인이 차단되는 화학물질로 가득한 환경에 노출하기도 했다. 물곰은 활성산소 증가를 감지하지 못해 휴면기에 진입하지 못했다. 

논문 저자들은 "우리 연구는 스트레스에 대응하는 물곰종의 생존이 변화하는 시스테인 산화 과정에 달려있으며, 활성산소가 외부 변화에 대응하도록 도와주는 센서 역할을 한다고 밝혔다"고 설명했다. 

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 Laura Baisas 기자 & 육지훈 기자