GIST 김영준 교수팀, 암컷 곤충 성행동 조절 새 이론 정립

“신경단백질인 밉을 이용하면 과도하게 번식해 문제가 되고 있는 생물종의 개체수를 알맞은 수준으로 조절할 수 있을 것으로 기대됩니다.” 이 지역 대학 교수팀이 암컷 곤충의 성행동 조절에 대한 새로운 이론을 정립해 주목을 끌고 있다. 주인공은 GIST(광주과학기술원) 생명과학부 김영준 교수팀. 11일 GIST에 따르면 김 교수팀이 암컷 초파리의 번식행동을 조절하는 뉴런을 밝히고, 신경단백질의 한 종류인 밉(myoinhibitory peptide·Mip)에 의해 번식행동 신호가 전달된다는 것을 밝혔다. 초파리 암컷은 교미 전에는 수컷의 구애를 받아들여 높은 교미율을 보이지만 교미를 한 번 하고 난 이후에는 재교미율이 아주 낮게 떨어져 수컷으로부터 받아들였던 성 단백질(sex peptide·SP)을 소진하기 전까지는 다시 교미를 하지 않는 행동적 특성을 보인다. 연구팀은 밉 뉴런의 활성도에 따라 암컷 초파리의 교미율이 조절된다는 것을 확인했다. 밉 뉴런에서 신경전달 물질이 분비되지 않도록 유전적 조작을 가해줘 밉 뉴런의 활성을 억제시킨 결과, 암컷 초파리의 첫 교미율이 크게 감소하는 것을 관찰 할 수 있었다. 반대로 밉 뉴런에서 신경전달 물질이 평소보다 많이 분비되도록 유전적 조작을 해줬을 때에는 교미를 하지 않아야 할, 즉 한 번 교미를 했던 암컷 초파리의 재교미율이 다시 증가하는 것을 볼 수 있었다. 밉 뉴런의 활성도 뿐 아니라 그 안에서 발현하고 있는 밉 신경단백질 또한 암컷 초파리의 교미 행동을 조절하는데 있어서 기능적으로 중요하다는 것을 밝혀냈다. 밉 뉴런이 활성화되면 재교미율이 증가하는데 밉 뉴런에서 밉 신경단백질이 없어진 경우에는 밉 뉴런이 활성화돼도 재교미율이 밉 신경단백질이 있을 때만큼 증가하지 않는 것을 관찰할 수 있었다. 그리고 밉 신경의 높은 활성도는 첫 교미 또한 빠르게 만드는 것으로 보아 밉 신경의 활성도가 첫 교미와 재교미 둘 모두에 영향을 미친다고 할 수 있다. 김영준 교수는 “이번 연구결과는 암컷 초파리의 교미 행동을 조절하는 밉 뉴런과 밉 뉴런에서 발현되는 신경단백질인 밉을 이용하면 과도하게 번식해 문제가 되고 있는 생물종의 개체수를 알맞은 수준으로 조절할 수 있고, 반대로 밉 뉴런의 활성을 올리는 방법을 통하면 인류가 많은 수를 필요로 하는 생물종의 번식력을 높일 수 있을 것으로 기대할 수 있음을 암시한다”고 말했다. 한편 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 지원하는 뇌원천기술개발사업, 광주과학기술원의 재원인 첨단산업기술기초연구사업, 농촌진흥청이 지원하는 농업과학기술협동연구사업, 한국초파리 연구자원 은행(KDRC)의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 성과는 자연과학 분야 세계적 권위지인 네이처 커뮤니케이션즈 최근 온라인 게재됐다./박은성 기자 pes@kjdaily.com