C. Elegans(=예쁜꼬마선충) 이야기

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

아래는 2014년 9월 20일의 신경과학 관련 영어 블로그 The Story of C. Elegans를 한국인 플레이어 @scoobi님이 번역하고, Kyung Lim이 블로그 포스팅 전 교정 작업을 하였습니다.

만약 여러분이 세바스찬 승 교수의 책 “The Connectome: How the Brain’s Wiring Makes Us Who We Are”(한국 번역명 – “커넥톰, 뇌의 지도”)을 읽어본 적이 있다면 여러분은 우리의 이야기가 예쁜꼬마선충(C. Elegans)으로부터 시작하는 것을 알고 계실 것입니다. 예쁜꼬마선충(C. Elegans)은 커넥톰이 완성된 첫 유기체입니다. 이 단순한 벌레의 커넥톰을 완성하는 것은 사람의 커넥톰을 완성하는 것보다 당연히 훨씬 쉬운 일이었습니다. 이 자웅동체 생물은 우리보다 훨씬 단순하며 위대한 신경 과학 연구의 출발점이 되었습니다!

왜 벌레로 시작했을까요? 예쁜꼬마선충(C. Elegans)을 위한 아이와이어를 상상해보세요. 이 벌레는 사람의 뇌보다 훨씬 작고 우리의 “뇌지도 작성”이라는 목표는 상당히 쉽게(최소한 더 빠르게) 달성할 수 있었을 것입니다. 또한, 우리는 이 벌레들이 우리보다 생물학적으로 덜 복잡하다는 사실을 고려해야 합니다. 그들은 팔이나 다리가 없는 하나의 선형으로 된 몸을 가지고 있어서 팔다리 운동을 위한 신경 활동을 할 필요가 없습니다. 그들의 소화기계는 우리의 것보다 단순하고… 이런 식으로 몇 시간은 말할 수 있습니다!

이제 여러분이 꿈 많은 5살짜리 아이라고 가정해 봅시다. 이 아이는 건축가가 되길 너무나 바라고 있습니다. 안타깝지만 엠파이어 스테이트 빌딩(Empire State Building)과 같은 거대한 건축물을 짓는 것은 5살 아이인 당신에게는 버거운 일일 것입니다. 사실 어떤 나이의 사람이라도 많은 도움과 오랜 시간이 필요할 것입니다! 여러분의 건축에 대한 열망을 해소하기 위하여 레고 블록으로 연습을 해볼 수 있습니다. 아마 여러분은 레고로 엠파이어 스테이트 빌딩의 미니어처를 만들 수 있을 것입니다. 이것은 분명히 여러분에게 자신감을 주고, 앞으로 더 큰 건축물을 지을 수 있는 연습 기회를 제공할 것입니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

우리의 벌레를 좀 더 정식으로 소개하겠습니다. 이 벌레의 학명은 Caenorhabditis elegans이며 우리가 Homo Sapiens로 불리는 것과 같습니다. 학명은 속과 종을 기준으로 분류되며, 당연히 사람은 속과 종 모두 예쁜꼬마선충(C. Elegans)과 공유하지는 않습니다. Elegans는 라틴어로 elegant(우아한)를 의미하며 모양이 약간 리본을 닮아서 이런 이름이 붙었습니다. 음… 사람을 어떻게 묘사할지는 모르겠지만, 아마 첫인상이 ‘우아’하지는 않을 것 같네요. 만약 외계인이 내려와서 우리를 관찰한다면 아마 우리는 라틴어로 “gangly(키가 크고 야윈, 말쑥한)” 또는 “clumsy(어설픈)”의 뜻을 가진 단어를 받을 것 같군요. 비록 예쁜꼬마선충(C. Elegans)이 우아하긴 하지만, 감각은 미각, 후각 그리고 빛 감지에 국한되어 있습니다. 이 벌레들은 미생물을 위한 음식이 있는 새로운 환경에 쉽게 적응하기 때문에 실험실 연구에 적합합니다.

예쁜꼬마선충(C. Elegans)은 신경 과학을 위한 훌륭한 레고 블록입니다. 지름이 1mm이고 투명하여 이미지를 만들기 쉽습니다. 예쁜꼬마선충(C. Elegans)은 일정한 세포 수를 가지고 있어 돌연변이의 추적이 수월합니다. 예쁜꼬마선충(C. Elegans)이 얻은 첫 번째 명예는 전체 게놈 서열이 밝혀진 첫 생명체라는 것이었습니다. 약 50년 전 과학계는 거대한 진보를 이루었습니다. 이것은 노벨상 수상자인 Watson과 Crick이 DNA의 분자 구조를 발견한 것입니다. 이 발견은 게놈(genome)을 통해 특정 유기체의 DNA 구조가 어떻게 구성되어 있는지를 밝힘으로 미시 과학의 혁명을 일으켰습니다. 커넥톰(connectome)이라는 단어는 게놈(genome)에서 왔습니다. DNA(즉, 유전자=genes)는 우리가 게놈이라고 명명한 정보 시스템을 만듭니다. 이와 비슷하게 뉴런들(신경 연결의 기초가 되는)은 커넥톰을 만듭니다. 예쁜꼬마선충(C. Elegans)이 커넥톰을 위해서도 시작점이 된 것이 당연해 보이네요! 또 우리가 예쁜꼬마선충(C. Elegans)의 생물학적 정보를 사전에 열심히 모아왔기 때문에 특별히 도움이 되기도 했습니다.

사실 구글 검색을 이용하면 이 벌레에 대한 모든 정보가 담긴 데이터베이스를 찾을 수 있습니다. 1970년대에 노벨상을 받은 과학자 Sydney Brenner와 생물학자들은 예쁜꼬마선충(C. Elegans)의 커넥톰을 만들기 시작했습니다. 지금 사람의 뇌 지도를 만드는 것과 같이 전자 현미경을 사용하고 다이어그램을 그렸습니다. 엠파이어 스테이트 빌딩의 미니어처를 만드는 것처럼, 302개의 예쁜꼬마선충(C. Elegans)의 뉴런들의 지도를 만드는 것은 가능했습니다. 사람의 뇌는 300만 배 더 많은 10조 개의 뉴런을 가지고 있습니다. 지도를 완성하기 위해선 정말 많은 시간이 필요할 겁니다! 너무나 고맙게도 이것이 시민 과학자들이 존재하는 이유입니다.

(번역해주신 @scoobi님, 감사합니다.)