[글로벌-Biz 24] 인공 동면 길 열었다...동면과 비슷한 상태 재현하는 Q신경 발견

츠쿠바대학 국제통합수면의과학연구기구와 이화학연구소가 동면상태를 촉진하는 신경회로의 Q신경을 발견했다. 관련 논문은 영국의 과학잡지 네이처 온라인판에 게재됐다고 비즈니스인사이더가 22일(현지시간) 보도했다.

겨울잠에 흥미를 가진 과학자는 많지만 환경적인 한계 때문에 연구할 방법은 많지 않았다. 곰이나 다람쥐 등 겨울잠을 자는 동물이 어떻게 동면하고 있는지 그 메카니즘은 수수께끼에 싸여 있었다.
이번 발표는 동물은 물론 인간까지도 미래에는 의도적으로 동면 상태로 만드는 기술 개발로 이어질 수 있는 첫 번째 연구 성과라고 할 수 있다.

이번 연구는 츠쿠바대학에서 수면에 대해 연구해 온 사쿠라이 타케시 교수의 연구 그룹에 의한 실험이 계기가 됐다. 사쿠라이 교수 연구진이 수면이나 체온 등을 관장하는 뇌의 중추에 존재하는 특정 신경에 주목해 실시한 실험에서 쥐의 움직임이 멈추고 체온까지 더 낮아지는 마치 겨울잠과 같은 상태가 확인된 것이다.

체온이 저하되었다고 해서 당연히 동면 상태라고 할 수는 없다. 그래서 지난 2017년 12월 이화학연구소의 스나가와 박사에게 공동 연구를 제안했다.

생물학적으로 동면은 체온을 낮추고 에너지 소비량을 떨어뜨린 채 움직임이 없는 가사상태다. 인간을 비롯한 모든 동물은 삶만으로도 에너지를 소비하게 된다. 그 최저 소비에너지를 ‘기초대사’라고 한다. 동면중인 동물은 이 기초 대사가 크게 저하된다. 동면중의 대사가 평상시의 1% 정도로 떨어지는 경우도 있다.


결국 동면은 궁극의 에너지 절약 기구인 셈이다. 실제로 동물의 동면 여부를 확인하려면 체온의 저하와 함께 에너지 소비량을 측정해야 한다.

동면 상태의 최대의 수수께끼는 에너지의 소비를 극단적으로 떨어뜨린 상태로 장시간 경과했다 해도 다시 정상 상태로 돌아가는 것이다. 에너지가 부족하면 세포는 죽어 버리기 때문에 장시간 에너지 부족이 계속되면 머지않아 조직으로서의 기능을 잃어버리기 때문이다.
동면 중에 조금밖에 사용되지 않는 에너지가 세포의 어떤 기능을 유지하기 위해 사용되는지는 현재 과학기술로는 알려져 있지 않다.

식물은 씨의 형태로 에너지를 거의 사용하지 않는 상태에서도 생명을 유지한다. 포유류는 에너지를 계속 보충하거나 겨울철 에너지 획득이 어려워지면 동면으로 극복한다. 이번 연구를 통해 사람도 동면할 수 있는지를 알기 위한 연구가 폭 넓게 진행될 것으로 보인다.

실제로 사람에게서도 이 같은 현상은 종종 있었다. 설산에서 조난당한 사람이 통상은 죽음에 이르는 저체온으로 발견되어 생환하는 경우다. 기적적인 생환이 일어나는 이유는 여전히 모른다.

일반적으로 심장이 정지했을 때 구급차가 도착하기 전 심폐소생술이 중요한 것은 혈액을 순환시킴으로써 전신세포에 에너지를 전달, 조직으로서의 기능이 상실될 때까지의 시간을 벌기 위해서다.

이러한 생명의 긴급사태에서 ‘동면상태’가 될 수 있다면 세포가 필요로 하는 에너지가 크게 줄고, 그만큼 목숨이 살아날 확률이나 생명유지에 필수적인 조직이 보존될 확률이 높아지는 것은 상상하기 어렵지 않다.

동면상태가 됨으로써 장시간 에너지를 소비하지 않고 생명기능을 유지할 수 있게 된다면 의료현장에서 미치는 영향은 혁명적이다.


조민성 글로벌이코노믹 기자 mscho@g-enews.com