[표지로 읽는 과학] 빗해파리 신경계의 비밀

사이언스 제공

국제학술지 사이언스는 21일 ‘빗해파리’의 모습을 표지로 실었다. 빗해파리는 해양 무척추동물로 형태가 호두처럼 생겨 ‘바다의 호두’란 별명을 갖고 있다. 특이하게 빗해파리는 무지갯빛을 띤다. 움직이는 섬모가 있는 띠가 빛을 산란시킨 탓이다. 표지는 빗해파리의 내부 신경망도 표현했다. 노란색과 오렌지색으로 표현된 것이 내부 신경망이다. 

파블 버크하트 노르웨이 베르겐대 교수 연구팀은 빗해파리의 내부 신경망을 3차원(3D) 분석한 결과를 이날 사이언스에 공개했다. 

신경계의 진화적 기원은 생물학계 근본적 질문에 해당한다. 신경계 특징 중 하나는 신경계가 시냅스를 통해 통신하는 뉴런들로 구성되어 있다는 점이다. 연구팀은 “빗해파리는 가장 오래된 다세포 유기체 중 하나”라며 “신경계 기원과 진화를 조사하는 데 유용하다”고 말했다.

연구팀은 고해상도 3D 투과 전자현미경을 활용해 빗해파리를 분석했다. 초고속 투과전자현미경은 광전자 펨토초 펄스를 광음극에서 생성하고 높은 에너지로 가속해 원자 크기보다 짧은 피코미터(1조분의 1m) 수준의 파장에 도달하면서 높은 시공간 동시 분해능을 가진다. 

분석 결과 빗해파리 신경망의 뉴런은 다른 동물 신경계와 달리 시냅스로 연결돼 있지 않은 것으로 나타났다. 대신 ‘합포체’라는 일종의 막으로 연결돼 있었다. 연구팀은 “원형의 막이 연속적으로 이어져 있음을 발견했다”며 “시냅스는 존재하지 않았다”고 설명했다.

연구팀은 빗해파리의 신경계가 다른 동물의 신경계와 독립적으로 진화했다고 결론지었다. 연구팀은 “신경계 진화 이해의 중요성을 감안할 때 빗해파리의 신경계에 대해 알려진 것은 거의 없었다”며 “이번 연구는 신경계 진화에 대한 새로운 관점을 제시한다”고 밝혔다.
 

[고재원 기자 jawon1212@donga.com]