[나우뉴스] [핵잼 사이언스] 세계 최강의 생명체 생존 비결 ‘곰 벌레’전기 방패가 DNA에 부딪친 다

▲ 곰 벌레 이미지 (사진 = 과학의 눈)

곰 벌레는 지구상에서 가장 내성이 강한 유기체로 유명합니다. 절대 영도에 가까운 -272 ℃에서 물의 끓는점 이상의 150 ℃까지 극한의 온도를 견디며 극심한 탈수 조건에서도 세포질을 유리화하여 세포 모양을 유지합니다. 또한 고 선량 방사선에 견딜 수있는 능력으로 인해 우주에서 10 일 이상 생존 한 사례가보고되었습니다. 지금까지 지구상에서 알려진 다세포 유기체 중 어느 것도 물곰이라고도 불리는 이러한 지각 류에 대한 내성이 없습니다. 그러나 최근이 생물들의 극도의 관용 속에 숨겨진 비밀에 가까운 연구가 주목 받고있다.

곰의 DNA는 특별한 단백질에 의해 보호됩니다.

▲ Milnesium tardigradum의 주사 전자 현미경 (SEM) 이미지 (사진 = Schokraie E, Warnken U, Hotz-Wagenblatt A, Grohme MA, Hengherr S, et al. (2012) / CC BY (https : // creativecommons) .org / 라이선스 수 /2.5))
▲ 베어 버그의 활성 상태 (왼쪽 · a)와 비활성 상태 (오른쪽 · b). (사진 = 네이처 커뮤니케이션즈)

극한의 온도와 방사선은 유기체의 DNA를 파괴합니다. 그러나 몸길이 50㎛ (1㎛는 1m의 100 만분의 1) ~ 1.7㎜의 현미경으로 만 볼 수있는 8 개의 다리를 가진 무척추 동물 인이 곰 벌레는 탈수 되어도 가사“tun ”이다. 습기가없는 곳. 국가가되면 생존 할 수 있습니다. 툰 상태에서는 세포질이 상기와 같이 유리화되어 건조한 상태에서 강해지며, DNA는 Dsup (손상 억제제) 단백질이라 불리는 특수 단백질에 싸여있어 저항성이 높다.

2016 년 연구자들은 곰 벌레에서 나온이 저항성 유전자 (Dsup)를 인간 세포에 이식하여 세포의 방사선 저항성을 획기적으로 높이는 데 성공했지만 Dsup이 DNA를 보호하는 방법에 대한 자세한 분자 메커니즘은 해결되지 않았습니다.

특수 단백질은 DNA에 ‘전기적 차폐’를 제공합니다

▲ 가운데 빨간 선이 DNA이고 두 개의 Dsup이 그 주위를 둘러싼 다. (사진 = 과학 보고서)
▲ Dsup의 결합에 의해 DNA 주변에 특수한 전기적 힘선이 형성되는 것을 발견했다. (사진 = 과학 보고서)

그래서 스페인 연구자들은 슈퍼 컴퓨터를 사용하여 Dsup과 DNA의 상호 작용을 시뮬레이션했습니다. 그러나 예상치 못한 사실이 밝혀졌습니다. 이것은 곰 벌레의 특수 단백질 (Dsup)이 DNA에 ‘정전기 차폐’를 제공한다는 것을 의미합니다. 정전기 차폐는 외력 장으로부터 공간을 차단하거나 외부로부터 내 부력 장을 차단하는 것을 말합니다.

며칠간의 슈퍼 컴퓨터 계산 후,이 연구원들은 Dsup이 ‘기본적으로 무질서하고’ ‘높은 유연성’을 가지고 있음을 확인했습니다. 이 장애와 높은 유연성 덕분에 Dsup은 위의 이미지와 같이 DNA 모양에 완벽하게 맞출 수있었습니다. 중앙의 빨간 선은 DNA이고 두 개의 Dsup이 그것을 둘러싸고 있습니다. 또한 Dsup의 결합에 의해 DNA 주위에 특수한 전기적 힘선이 형성되는 것으로 밝혀졌습니다. 이러한 전기적 힘선은 정전 기적으로 차폐되고 DNA를 방사선 또는 자유 라디칼 (활성 산소)로부터 전기적으로 차폐한다고 믿어집니다.

왜 그렇게 강한 성찰입니까?

이 연구는 Dsup이 DNA에 대한 비특이적 결합에 의한 방사선 및 자유 라디칼 손상으로부터 DNA를 보호하기위한 구조적 지원뿐만 아니라 전기적 차폐를 제공한다고 제안했습니다. Dsup은 자외선 차단제처럼 DNA를 보호하여 곰 벌레의 불멸 성을 높입니다. 그러나 곰 벌레의 생존 능력은 지구에서 살기위한 ‘사양 이상’이라고 할 수 있습니다. 일반적으로 지구상의 다세포 유기체는 우주 공간에서 10 일 이상 생존 할 수있는 능력이 필요하지 않습니다. 마찬가지로, 우주 방사선에 대한 내성과 절대 영도에서 150 ° C 이상의 광범위한 온도에서 생존 할 수있는 능력은 중복됩니다.

이 능력이 탈수에 대한 내성 증가로 인한 부산물이든, 과거에 곰 버그가 그러한 사양을 요구하는 환경에 노출되었을 수도 있습니다. 이러한 환경은 진공, 강렬한 복사, 절대 영도 이상의 온도 및 물의 끓는점 일 수 있습니다. 일반적으로 이러한 환경은 안정된 대기가 존재하는 지구가 아닌 우주에 존재합니다. 곰 버그가 우주에서 진화했는지는 모르겠지만, 어쨌든 나머지 스펙의 소스는 앞으로도 계속 탐구 될 것입니다.

자세한 연구 결과는 국제 저널 ‘Science Advances’최신호 (8 월 7 일)에 게재되었습니다.

윤태희 기자 [email protected]

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