내 몸 부드럽고 정교하게 제어하는 '식스센스' 비밀 풀렸다

흔히 ‘식스센스(여섯 번째 감각)’는 초자연적인 현상으로 이야기된다. 하지만 과학계에서는 신체의 위치와 방향, 움직임을 스스로 감지하고 제어하는 ‘자기수용감각’을 진짜 여섯 번째 감각이라고 보고 있다. 보지 않고도 어둠 속에서 손을 뻗어 숟가락을 정확히 입에 넣을 수 있는 게 바로 이 감각 덕분이다.

최근 이런 자기수용감각의 비밀이 일부 풀렸다. 연지혜 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌인지과학전공 박사와 김진만 연구원, 김규형 교수팀은 모델 동물인 예쁜꼬마선충을 이용해 감각과 몸 움직임을 한꺼번에 조절하는 능력을 연구했다. 연구팀은 몸을 좌우로 흔들며 움직이는 예쁜꼬마선충이 몸을 부드럽게 움직이도록 하는 유전자(TRP-1 및 TRP-2)를 골라낸 뒤, 인공적으로 돌연변이를 만들었다.

예쁜꼬마선충.- Zeynep F. Altun(W)

이렇게 만든 돌연변이 예쁜꼬마선충의 움직임을 관찰한 결과, 똑바로 직진하지 못하고 왼쪽 방향으로 치우친 채 움직이는 것을 발견했다. 돌연변이를 일으킨 유전자가 예쁜꼬마선충으로 하여금 몸 중심을 잡게 하는 ‘방향타’ 유전자임을 확인한 것이다.

연구팀은 이 유전자와 비슷한 DNA 염기서열을 지닌 유전자를 또다른 모델 동물인 초파리에서 찾았다. 그 뒤 이 유전자를 예쁜꼬마선충에 넣어 ‘치료’했다. 그 결과 예쁜꼬마선충이 정상적인 움직임을 찾는다는 사실을 확인했다. 이 사실을 바탕으로 연구팀은 예쁜꼬마선충의 자기수용감각 유전자가 초파리 등 고등동물에게도 보존돼 있으며, 인체 역시 같은 유전자의 도움으로 자기수용감각을 발휘할 것이라고 추정했다. 

TRP-1,2 유전자에 돌연변이가 생긴 예쁜꼬마선충은 직진 운동을 하지 못한다. 자기수용감각이 무너졌기 때문으로 추정된다. -사진 제공 DGIST

이번 연구는 몸을 제대로 통제하지 못하는 질환의 원인을 밝히고 치료법을 찾는 데 도움이 될 전망이다. 자기수용감각에 이상이 생기면 신체 움직임이 부자연스러워진다. 특히 소뇌 발달이 부족해지는 소뇌 저형성증 환자나 퇴행성 뇌질환 환자는 걸음걸이에 이상이 나타나기도 한다.

연구를 이끈 김규형 교수는 “소뇌가 보행 등 동물의 다양한 움직임을 조절한다고 알려져 있지만, 각 근육 및 관절의 움직임을 감지해 부드럽고 균형 잡힌 움직임을 유도하는 메커니즘은 밝혀지지 않았다”며 “TRP-1과 TRP-2 유전자가 움직임을 감지하고 조절하는 자기수용감각 수용체라는 사실을 규명해 보행 장애를 일으키는 유전자를 발굴하고, 치료제를 개발하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

연구 결과는 ‘플로스 생물학’ 9일자에 게재됐다.

[윤신영 기자 ashilla@donga.com]