日연구팀 " 'GDF11' 활동시기 빠르면 짧고 늦으면 길어져"

"인간의 다리 길이 차이는 별도 유전자가 제어하는 듯"

뱀은 몸통이 긴데 비해 개구리는 짧다. 같은 척추동물인데 왜 이런 차이가 나는 걸까. 일본 연구팀이 이 수수께끼를 푸는 데 성공한 것으로 보인다.

나고야(名古屋)대학 연구팀은 척추동물의 몸통 길이는 단 하나의 유전자가 활동하는 시기의 차이로 결정된다는 연구논문을 최신 영국 과학전문지 온라인판에 발표했다고 요미우리(讀賣)신문이 전했다.

연구팀 관계자는 "척추동물의 진화를 규명하는 중요한 실마리"라고 의미를 부여했다. 이 연구결과를 활용해 해당 유전자를 조작하면 식용 동물의 몸통을 길게 해 식육량을 크게 늘릴 수도 있을 것으로 기대된다고 한다.

연구팀에 따르면 인간을 포함한 척추동물의 등뼈는 머리 쪽(頭部)으로부터 목뼈(頸椎), 흉추(胸椎), 허리뼈(腰椎), 엉치등뼈(仙椎)의 순으로 일렬로 늘어서 있다. 앞의 3개가 몸체를 지탱하는 역할을 한다. 뒷발은 반드시 골반을 사이에 두고 엉치등뼈가 있는 곳에 만들어지지만, 그 구조와 엉치등뼈의 위치가 왜 다양해졌는지는 밝혀지지 않았었다.

연구팀은 수정란에서부터 몸의 구조가 만들어지는 과정을 관찰하기 쉬운 닭의 배아에 주목했다. 관찰 결과 "GDF11"이라는 유전자가 활동을 시작한 곳이 장차 엉치등뼈가 되고 이웃한 조직에도 작용해 뒷발과 골반을 만드는 사실을 확인했다.

몸체의 길이가 다른 9종류의 동물 "배아"를 비교한 결과 개구리와 거북 같은 몸통이 짧은 동물은 GDF11이 활동하기 시작하는 시기가 빠르고 반대로 몸체가 긴 뱀이나 타조과의 새의 일종인 에뮤(emu)는 GDF11 활동 개시 시기가 늦은 것으로 밝혀졌다.

뱀은 다리가 퇴화했지만, 일부 종류에는 뒷발의 흔적이 남아있다고 한다.

이번 연구결과에 대해 스즈키 다카유키 나고야대 교수는 하반신 전체 기관의 위치를 정하는 구조 규명으로 이어질 수 있다면서 "유전자 조작을 통해 식육으로 이용되는 동물의 몸통을 길게 해 식육량을 늘리는 시도를 해볼 수 있는 가능성이 있다"고 설명했다.

그러나 사람의 다리가 길고 짧은 것과의 관련성은 부인했다. 그는 "대퇴골이나 무릎부터 발목까지의 뼈의 길이의 차이에 따른 것으로 별도의 유전자에 의해 제어되는 것 같다"고 말했다