평산 조행기

과학저널 <사이언티픽 리포츠> 2017.8.11 기사

산소 없어도 4~5달 버텨, 치명적인 젖산 대신 알코올(술) 생성 대사 작동

술 빚는 효모 비슷한 효소, 붕어의 혈중농도는 면허 정지 수준인 0.05%

                                                                     < 장흥 지정지 월척붕어의 X-레이 사진 >

» 끈질긴 생명력을 지닌 붕어의 비밀이 또 하나 발견됐다. 무산소에서 살아남는 능력이다.

<한강물환경연구소>

척추동물은 산소가 없으면 몇 분 지나지 않아 죽는다. 뇌 등 핵심 장기에 산소를 공급하지 못하기 때문이다. 그런데 무산소 상태에서 붕어와 금붕어는 간에 저장된 글리코겐을 분해해 에너지를 얻는다.

문제는 글리코겐 분해 산물로 생기는 젖산은 독성이 커서 몸에 축적되면 생존이 어렵다는 점이다. 그런데 금붕어를 이용한 실험에서 금붕어가 젖산 대신 알코올을 만듦으로써 이런 위험을 회피한다는 사실이 밝혀졌다.

노르웨이와 영국 연구자들은 붕어가 무산소 상태에서 술 빚는 효모와 비슷한 기능을 하는 효소를 만들어 생존할 수 있으며, 그 기원은 800만년 전 우연히 일어난 ‘유전자 중복’ 때문이라는 사실을 밝혀냈다. 이 연구결과는 과학저널 <사이언티픽 리포츠> 2017.8.11일 치에 실렸다.

연구에 참여한 마이클 베렌브링크 영국 리버풀대 진화생리학자는 “북유럽 서식지에서 붕어는 산소가 없는 물속에서도 여러 달 동안 살아남는다.”며 “이때 붕어의 혈중알코올농도는100㎖당 50㎎(0.05%에 해당)이 넘는데, 사람이라면 면허정지 처분을 받는 수준이다”라고 말했다.

이런 대사가 가능한 이유는 붕어가 ‘피루베이트 디카르복실라아제’라는 새로운 효소를 진화시켰기 때문이다. 붕어의 조상은 우연히 유전자 중복을 일으켰고, 여기서 확보한 여벌의 유전자가 무산소 상태 때 알코올 대사를 가능하게 했다는 것이다.

연구자들은 “붕어가 무산소 상태에서 4∼5달을 생존하지만 죽는 건 산소부족이 아니라 간에 축적된 에너지가 고갈되기 때문”이라고 밝혔다. 

주 저자인 캐서린 페이거니스 박사는 “붕어는 알코올 생산 능력 덕분에 혹독한 환경에 살아남은 유일한 물고기가 됐고, 그럼으로써 경쟁과 포식자를 회피할 수 있었다.”라고 보도자료에서 말했다.

< FTV테마조행 방송 촬영 시에 진천의 석장지에서 6개월 동안 물이 마른 저수지에 새로 물이 차고나서 두 달만에 낚시로 만난 붕어들 >

☯ 필자가 물이 없는 상태에서 붕어가 땅속을 파고들어서 장기간 생존한다는 사실을 여러 차례 실험관찰을 통해서 방송을 하고 글을 썼지만 무산소 상태에서 이렇게 장기간 생존하는 능력을 가졌다는 사실은 이번에 처음 접해서 이 세계적인 권위의 과학잡지 보고서 글을 재정리하여 자료로 남긴다.