투구게 님의 살신성인 (2/2)



* 1부에 이어서 계속 *

인류는 모처럼 세균과의 전쟁에서 우위를 점했다고 생각했지만 생각지 못했던 내독소로 인해 곤란한 상황에 빠졌다. 세균에 대항할 무기인 의료용품의 내독소 오염은 중요한 문제였다. 적과 싸울 총, 칼이 방사능에 오염되어 있는 형국과 다름없다. 내독소를 완벽히 제거하기 어렵다면 최소한 내독소의 오염유무라도 알 수 있는 무언가가 필요했다. 눈 질끈 감고 귀엽디 귀여운 토끼를 이용해 보기도 했지만 비용이 너무 많이 나갔고 검사 시간도 오래 걸렸다. 이런 진퇴양난의 상황에서 투구게님이 혜성처럼 등장하였다.

 




투구게의 출생의, 아니 혈액의 비밀을 밝혀 이후 그들을 예수님과 같은 고난과 희생의 삶으로 내던진 이는 프레드 뱅Fred Bang이라는 과학자다. 그는 투구게의 혈액 순환을 연구하던 중 세균 감염으로 죽은 투구게의 피가 반고체 덩어리로 응고되어 있음을 발견하였다. 뭔가 이상야릇함을 느끼고 더욱 연구에 박차를 가해 투구게의 혈액 응고 현상이 포유동물의 내독소 반응과 비슷하다는 것을 알아내었다. 즉 우리는 열이 나는 반면 투구게는 대인배스럽게도 세균과 접촉한 부분의 혈액을 응고시켜버리는 것이다. 과연 자연계의 왕고참다운 면모라 아니할 수 없다. 투구게님이 이처럼 과감한 면역 시스템을 가지고 있는 것은 그의 생체적 특징 때문이다.


포유류는 모세혈관이 몸 전체에 뻗어있으며 이를 이용해 혈액과 산소를 운반한다. 즉 혈액이 혈관 내에서만 순환하는데 이를 폐쇄 순환계close ciculatory system라고 한다. 그럼 당연히 이와 반대되는 순환계도 있을 터 혈액과 세포액간의 명확한 구분이 없는 것을 개방 순환계open ciculatory system라 하며 절지 동물과 연체 동물들이 이러한 시스템을 채택하고 있다. 폐쇄 순환계는 당연히 관으로만 혈액과 산소를 운반해야 하기 때문에 혈액의 흐름이 빠르다. 따라서 빠른 속도로 산소와 혈액을 공급해야 하는 부산스런 종들이 이런 폐쇄 순환계를 가지고 있다.



물론 순환계는 두 가지만 있는 것이 아니라,
 생물에 따라서 다양한 순환구조를 가지고 있다


투구게는 일부에서 혈액과 조직액이 섞이는 반폐쇄 순환계semi-closed ciculatory system를 가지고 있다. 투구게의 혈관은 동맥과 정맥이 직접 연결되어 있지 않다. 동맥에서 뿜어져 나온 혈액은 온몸을 돌아 아가미로 온다. 여기서 조직액과 섞이며 산소를 공급받아 심장으로 들어가는 순환구조이다. 하지만 그러다보니 조직액이 바닷물과 맞닿고 있을 수밖에 없다. 수많은 생물들의 사체와 똥과 각질과 오줌 등등이 섞여있는 바다 속은 그람음성 균의 천국이라 할 수 있다. 그런 곳에서 이렇게 개방되어 있는 곳은 슬럼가를 향해 활짝 열려져 있는 현관문과도 같다. 어서 몸 안으로 들어오라고 문을 열어 놓았는데 그람음성 균이 정중히 거절할리 만무하지 않겠는가. 그래서 투구게는 요넘들을 효과적으로 물리칠 무기와 녀석들의 LPS(내독소)를 보다 민감하게 감지할 수 있는 레이더 시스템을 개발해야만 했다.



폐쇄 시스템을 가지고 있는 포유류는 세균이 침입하여 몸을 접수하려면 반드시 좁디 좁고 거미줄같이 얽혀있는 모세혈관을 거쳐야 한다. 동시에 면역 시스템이 발동하여 백혈구들이 몰려가 일선에서 린치를 가하는 시스템이며 이런 과정과 함께 체온을 올려서 세균에게 불지옥을 맛보게 해주는 것이다. 하지만 투구게는 포유류 만큼의 촘촘한 모세혈관도 없고 변온동물이라 체온으로 세균들을 태워죽일 수도 없다. 그런데 하필 일부의 세포액은 외부로 열려있고 설상가상 심장과 가깝기도 하다. 그래서 투구게는 세균과 한 게임 뛰는데 시간을 질질 끌었다가 골로 갈 수 있기 때문에 좀더 과감하고 신속한 대응책이 필요했다.


투구게의 혈액에는 우리의 백혈구와 같은 항균 세포로 아메바 같이 생긴 유주세포amoebocyte가 있다. 이 세포들은 만능 일꾼들인데 상처 난 곳도 치료하고 소화 물질들을 옮기거나 저장하기도 한다. 이 세포 안에는 두 종류의 작은 알갱이들이 들어있는데 이 알갱이들은 응고인자coagulogen를 가지고 있다. 투구게의 면역체계는 LPS에 아주 민감한 유주세포를 이용해 세균의 그림자라도 보일라치면 재빨리 출동하여 세포내 알갱이들을 방출하여 세균을 둘러싸고 응고시켜 움직임을 사전에 봉쇄해 버리는 것이다!




투구게의 면역 시스템

프레드 뱅 연구팀은 바로 투구게의 이 민감한 항균 시스템인 유주세포의 활용방안을 발견한 것이다. 투구게의 피에서 추출한 물질로 만든 LAL(Limulus Amebocyte Lysate)는 현재 각종 의약품의 오염여부를 검사하는데 쓰이고 있다. 이게 얼마나 정밀한지 미국의 모 제약회사 직원의 말에 다르면 올림픽 경기용 수영장에 떨어진 설탕 알갱이 하나를 감지할 수 있는 정도라고 한다. 실험결과도 45분 밖에 걸리지 않는다. 앞서 토끼를 사용했던 상황을 생각해보면 마차에서 바로 KTX로의 진보인 것이다.




강제 헌혈 당하는 투구게들


하지만 누군가의 행복은 다른 누군가의 불행이라고 했던가
. 인류는 투구게의 혈액 때문에 목숨을 부지하게 되었지만 투구게와 투구게를 먹고 사는 생물들에겐 죽음의 그림자가 드리워지게 되었다. 그 결과 살아있는 화석이라는 생물학적 가치에도 불구하고 미국 동해안에서는 의료용으로 투구게를 포획하고 있다. 다행히 마구잡이로 포획하지는 않고 그 주의 규정에 따라 잡고 있지만 그럼에도 해마다 50만 마리의 투구게가 포획되고 있다. 이렇게 잡힌 투구게는 30% 정도를 헌혈당하고 다시 방생된다. 문제는 이 과정에서 15~30%의 투구게가 죽는다는 점이다. 게다가 투구게의 수가 감소함에 따라 투구게의 알을 계절음식으로 애용하고 있었던 붉은가슴도요red knot의 수도 감소하고 있는 것으로 나타났다.




생물학자들은 투구게 수의 감소로 이로 인해 투구게의 알을 먹는 붉은가슴도요의 수도 감소한 것으로 판단하고 있다. 이에 따라 델라웨어, 메릴랜드, 뉴욕주는 포획할 수 있는 투구게의 수를 제한하였고 뉴저지 주는 투구게님에게 손대지 말라며 남획을 중단시켰다. 이런 노력의 결과로 붉은가슴도요의 수는 매년 증가하고 있지만 여전히 20년 전의 개체수에는 훨씬 못미치는 실정이다.





이렇듯 투구게의 피는 인류 복지 증진에 있어서는 절대적으로 필요하지만 그로인해 투구게의 요절과 붉은가슴도요의 기아로 이어지며 생태계를 파괴하는 딜레마에 빠져있는 실정이다. 그러나 최근 이와같은 형국을 타파할 새로운 물질이 등장하였다. 프린스턴 대학교의 연구팀이 아프리카에 사는 발톱개구리의 피부에서 투구게의 피에 버금가는 물질을 발견한 것이다. 이 물질을 전자칩에 코팅함으로써 세균에 접촉할 경우 전기신호를 발생하도록 고안된 것이다. 만약 개발이 순조롭게 진행된다면 투구게님의 어깨를 한층 가볍게 만들 수 있을뿐더러 붉은가슴도요의 식탁도 다시 풍요로워 질 수 있을 것으로 기대되고 있다. 물론 발톱 개구리는 …… …… 눈물 좀 닦고 ……



나 지금 떨고있니?

가장 최선의 방안은 내독소를 감지할 수 있는 물질을 인공적으로 합성하는 것이겠지만 현실적으론 매우 어려울 것으로 보인다. 감지 물질이 단순한 화학물질이 아닌 하나의 시스템을 갖추고 있는 물질이기 때문이다. , 나사나 망치 따위가 아니라 컴퓨터 같은 복잡하고 체계적인 시스템을 내제하고 있어야 한다. 과연 이것을 인공적으로 만들 수 있을지 회의적이긴 하지만 인류가 최근 100년간 이뤄낸 것을 보면 언젠가는 이뤄낼 수 있지 않을까 생각한다. 이런 소망은 인류 만큼이나 투구게 역시 절실히 원할 것이다.





영진공 self_fish

“투구게 님의 살신성인 (2/2)”의 5개의 생각

  1. 이런 멋진 글을 쓰는 분들도 여전히 ‘다름 아니다’는 표현을 쓰는 게 조금 안타까워요. 처음 보는 문장이다 생각하고 한 번 보세요. ‘다름 아니다’ 자연스럽나요? 이 문장에서 다름이 명사인가요, 대명사인가요? ‘다르지 않다’는 어때요?

    ‘다름 아니다’는 우리말에는 없는 어법이고, 일본어를 번역하면서 들어온 번역어투이죠. 번역어투라고 모두 없애야한다는 주장은 아닙니다만, 이 표현은 특히 우리말에는 없는 유별난 번역어투인데, 참 많이 쓰죠. 여전히.

    이 문장을 맨 처음 봤을 때를 떠올려보세요. 어디서 보셨나요? 자연스럽던가요?

    1. 좋은 지적 감사합니다. 말씀하신대로 수정하였습니다. 앞으로도 많은 관심과 조언을 부탁드립니다. ^^

  2. 투구게의 방어기작이 시스템의 작용에 의한 것은 이해 했습니다. 따라서 시스템 전체를 이식하기는 당연이 어렵겠지요. 그런데 발톱 개구리로 부터의 추출물은 어떻게 가능한지 매우 궁금하군요. 전자칩 표면에 도포가 가능하다면 시스템은 아닌 것 같은데,,,, 혹시 발톱 개구리의 센깅에 대한 참고 문헌이 있으시면 JenniferSHYun@gmail.com로 쉐어해 주시면 감사하겠습니다.

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