[표지로 읽는 과학] 뼈 비율로 직립보행 비밀 푼다

사이언스 제공

두 발로 꼿꼿하게 서서 걷고 있는 사람의 전신 뼈를 스캔한 이미지가 이번 주 국제학술지 ‘사이언스’ 표지에 실렸다. 우측에는 ‘보행’이라는 단어를 크게 강조해 “이 뼈들은 보행을 위해 만들어졌다”고 기재했다. 

미국 오스틴텍사스대(UT오스틴) 통합생물학과 연구팀은 뼈를 통해 직립보행의 비밀을 파헤친 연구결과를 21일(현지시간) 국제학술지 '사이언스'에 발표했다. 

사람은 현대인으로 진화하는 과정에서 직립보행할 수 있도록 골격 변화가 일어났다. 이는 두 손을 자유롭게 했지만, 한편으로는 척추 등에 부담을 높여 근골격계 질환에 취약해지도록 만들었다. 

연구팀은 딥러닝을 사용해 영국 바이오뱅크에 수집된 3만 명의 전신 엑스레이 촬영 이미지 데이터를 살펴 23개의 골격 비율을 추출하고, 이를 유전자 데이터와 결합해 100개 이상의 골격 비율 관련 유전체 영역을 발견했다.

분석 결과 팔·다리 골격 비율은 몸의 가로 비율과 상관관계를 보이지 않았다. 두 비율은 서로 유전적 독립성을 지닌다는 의미다. 엉덩이 및 다리 골격 비율은 골관절염과 연관을 보였다. 

연구팀은 "인간 진화와 연관된 게놈 영역에 골격 비율과 연관이 있는 유전자들이 존재한다"며 "이 유전자들이 골격 발달을 조절하고, 희귀 골격 질환 및 비정상적인 골격 표현형 등에 관여한다는 점을 확인했다"고 말했다. 

이어 “이번 연구를 통해 이족 보행을 촉진한 진화의 비밀과 이로 인해 인간이 겪고 있는 근골근계 질환에 대해 보다 잘 이해하게 될 것”이라고 덧붙였다. 

[문세영 기자 moon09@donga.com]