출처 : 조선비즈
링크 : https://v.daum.net/v/20260710070154899
요약 : 과학자들이 안데스 산맥에서 해발 6793m 화산에서 사는 생쥐를 발견했으며 지구에서 가장 높은 곳에 사는 포유류인 이 생쥐, 푼타데바카스잎귀지는 산소가 부족하고 영하의 추위에서 독초를 먹고 견디는 것으로 나타났다. 안데스 잎귀지가 사는 곳은 과학계에서는 지구의 화성으로 불리며 과학자들은 해발 6000m 이상 고도에서는 포유류가 생존할 수 없다고 생각했다. 연구진은 저지대와 고지대에서 잎귀지를 백여 마리와 저지대에만 사는 가까운 종도 같이 쥐들의 유전자를 해독해 고지대 조건에서 어떤 효소가 작동하는지 분석하는 실험을 했다. 실험 결과 고지대에 사는 잎귀지는 산소 농도를 낮춘 조건에서도 열생산량이 크게 줄어들지 않았으며 잎귀지는 뒷다리 근육을 떨며 열을 내 영하의 추위를 견딘다. 고지대에 사는 사람, 동물은 헤모글로빈의 산소 결합력이 높으나 잎귀지는 그렇지 않았다. 대신 생쥐는 뒷다리 근육에서 에너지를 만드는 미토콘드리아를 과호흡시키고 그만큼 이산화탄소가 몸 밖으로 많이 나간다. 그러면 혈액이 갑자기 알칼리성으로 바뀌어 인체에 해롭다. 생쥐는 적혈구에 있는 이산화탄소를 몸 밖으로 배출하기 쉬운 기체 형태로 바궈주는 탄산탈수효소(CA)의 활성을 낮추는 방식을 택했다.
보통 산소가 부족한 곳에 살면 주로 탄소화물을 에너지원으로 사용하지만 잎귀지는 산소를 강제 공급한 덕에 에너지 밀도가 높은 지방을 태울 수 있어 다른 연료를 쓴다. 문제는 잎귀지가 연료를 구하려 먹는 수선화과나 아욱과 식물들은 강력한 독을 품고 있다는 점이다. 잎귀지는 풀의 독성 물질을 해독하기 위해 간에서 특정 효소 유전자를 진화시켰지만 문제가 다 풀린 것은 아니다. 저산소 반응과 독성 물질 해독 반응은 일부 분자 조절자를 공유하기 때문에 서로 충돌할 수 있다. 저산소 반응 분자 경로와 독소 해독 경로는 모두 ARNT2라는 단백질을 공유하고 있어 산소 부족으로 호흡을 하면 독소 해독 능력이 떨어지고, 해독에 집중하면 저산소 적응력이 저하된다. 잎귀지는 단순히 산소 부족에 견디는 동물이 아닌 고도에 따라 달라지는 먹이 식물의 독성 물질까지 처리해야 하는 복합적인 진화 압력 속에 적응해 왔다고 평가된다.
내 생각 : 화성이라 불리는 환경에서 작은 생쥐가 살아남기 위해 부족한 산소, 추위 뿐 아니라 독성 해소까지 동시에 처리하도록 진화한 것이 신기하고 경이로웠다. 또 저지대에 사는 잎귀지와 고지대에 사는 잎귀지의 차이 또한 궁금하다. 또 같은 단백질을 공유해 저산소 적응력과 독소 해독 능력이 충돌하더라도 생존을 위해 진화한 것을 통해 신비함을 느낄 수 있었다.