▲ 녹색 빛을 내는 고양이 상어 © David Gruber/ iScience

상어는 어떻게 녹색 빛을 낼까?
고양이 상어의 생체형광의 비밀을 밝힌 연구원

많은 고양이 상어들은 녹색 빛을 띈다.

우리에게는 이런 색의 놀이가 보이지 않는다. 이 빛의 비밀이 연구원들에 의해 밝혀졌다. 연구결과에 의하면, 물고기 피부에 있는 작은 분자가 생체 형광을 보장한다.

이 분자들은 흥미로운 것은 상어를 미생물 감염으로부터 보호 할 수 있는 지금까지 완전히 알려지지 않은 형광 분자 그룹이다.

녹색에서 빨간색, 주황색으로, 많은 유기체가 특정 조건에서 유령처럼 빛난다.

범위는 카멜레온에서 날다람쥐, 많은 식물까지 다양하다. 다수의 해양 생물은 생체 형광에 능력을 가지고 있다. 물 속 푸른 빛이 피부에 닿으면 그곳에서 분자를 자극하여 다른 파장(예 : 녹색 또는 적색 스펙트럼)으로 빛을 다시 발산한다.

빛 재능을 가진 물고기

불과 몇 년 전, 생물 학자들은 해파리 혹은 산호와 같은 해양 동물들만이 이 매혹적인 광도를 가지고 있다는 것을 발견했다. 어류에서도 형광이 널리 퍼져 있다. 이것은 오랫동안 비밀처럼 베일에 가려졌다. 조명은 일반적으로 우리의 눈에 보이지 않는다.

어떤 분자가 물고기를 화려한 색으로 빛나게 할까?

뉴 헤이븐에 있는 예일대학교 박현봉 연구원은 “다른 유기체에서는 녹색형광단백질(GFP)이다. GFP 유사단백질 과 형광지방산 결합단백질이 생물형광물질로 잘 알려졌다. 많은 물고기의 경우 광선 뒤에 숨겨진 메커니즘이 아직 해독되지 않았다.

새로운 형광 분자 그룹

신비한 색상 놀이에 대해 더 알아보기 위해 과학자들은 검은상어(Cephaloscyllium ventriosum)와 체인 고양이상어 (Scyliorus retifer)의 두 가지 빛나는 종을 자세히 살펴봤다. 그들은 바다의 푸른 빛을 밝은 녹색으로 바꾼다. 피부가 유령처럼 빛나는 패턴으로 덮여 있다. 연구를 위해 연구팀은 두 상어의 피부를 조사하고 작은 형광 분자를 발견했다.  

 
과학자들이 보고 한 바와 같이 이들은 트립토판-키누 레닌 대사에서 단백질이 아니라 브롬화화합물이기 때문이다. 이 경로는 면역 과정과 중추 신경계에 있어 인간에게 중요한 역할을 한다.

차별화된 기능으로 그린

뉴욕 시립대학의 공동 저자인 데이비드 그루버(David Gruber)는 “흥미로운 사실은 상어에서 완전히 새로운 형태의 해양 생물 형광이 묘사된다는 점이다. 조명 시스템을 통해 물고기는 해파리 및 산호와 같은 빛나는 유기체와 크게 다르며, 주로 녹색 형광 단백질의 도움으로 푸른 빛을 다른 색으로 변환한다."고 설명했다.

연구원들은 상어가 무엇보다도 유일한 녹색 빛을 주목할만하게 특징으로 사용한다고 추측한다. 예를 들어, 색상 신호를 사용하면 잠재적인 파트너를 찾을 수 있지만 어둠 속에서 다른 바다 생물에게는 보이지 않는다. "상상해 보라 내가 녹색이면 당신만 볼 수 있고 다른 사람들은 볼 수 없다는 것을." Park의 동료 JasonCrawford가 이 원리를 설명한다.

미생물로부터의 보호?

아마도 피부의 형광 분자는 또 다른 이점이 있다.

연구원들은 이 작은 분자들이 항균성을 가지고 있음을 발견했다. "고양이 상어 두 마리가 바다 밑바닥에 살지만 피부에는 생물막이 형성되지 않는다. 형광 분자는 상어 피부의 놀라운 기능을 설명하는 데 도움이 될 수 있다."고 Gruber는 말한다.

앞으로 과학자들은 다른 상어 종의 빛을 자세히 살펴보고 이 동물의 생체 형광 기능에 대해 더 자세히 알고 싶어한다. 결국, 이것은 오늘날 의료 및 생물학 연구 분야에서 없어서는 안될 마커 단백질인 녹색 형광 단백질과 같은 흥미로운 응용으로 이어질 수 있다.

초능력을 가진 물고기

"상어는 4 억 년 동안 지구상에서 살아온 훌륭한 동물이다. 그들은 사람들을 계속해서 매료시키고 많은 초능력을 가지고 있다”고 Gruber는 말한다. "우리의 연구는 이제 상어의 또 다른 비밀을 밝혀내고 그들에게 더 많은 것을 배우고 더 잘 보호 할 수 있기를 희망 한다"고 결론 지었다.

(iScience, 2019; doi : 10.1016 / j.isci.2019.07.019)
출처 : Cell Press

[더사이언스플러스=편집국 김지연 기자]  

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