정자를 난자에게 안내하는 '길잡이 분자' 찾았다

김영섭 기자, 2018.08.07

정자가 헤엄쳐서 난자를 향해 제대로 찾아갈 수 있게 도와주는 중요한 ‘길잡이 분자’를 독일 연구팀이 찾아냈다.

독일의 유럽고등과학연구센터(Centre of Advanced European Studies, CAES)는 정자가 난자를 찾아가도록 안내하는 중요한 역할을 하는 ‘길잡이 분자’를 성게에서 발견했다고 최근 밝혔다. 연구팀은 분자생물학 분야에서 이뤄진 이번 발견이 인간 생식의 새로운 비밀을 밝혀내 남성 난임의 치료에 큰 도움이 될 것으로 기대한다고 밝혔다.

100여 년 전, 미국 시카고대 해양생물연구소(MBL)의 동물학자 F.R. 릴리는 “난자와 정자의 결합은, 정자가 기계적 특성 덕분에 침투하는 과정이 아니라, 매우 ‘친밀하고 특수한 생화학적 반응’이 주된 역할을 하는 과정”이라고 논문에 썼다.

그런데 그로부터 1세기도 더 지난 지금, U. 벤자민 카우프 CAES 교수가 이 ‘친밀하고 특수한 생화학적 반응’이 실제로 어떻게 가능한지 확인하는 데 성공한 것이다. 카우프 교수는 오래전 작고한 동물학자 릴리의 예전 연구소에서 약 20년 동안 봉직하며 해양생물의 생식을 연구한 경력을 갖고 있다.

1912년 정자와 난자의 생화학적 현상을 거론한 릴리는 이른바 ‘정자의 화학주성(chemotaxis, 주화성)’에 대한 논문을 발표한 최초의 과학자였다. 화학주성이란 정자세포가 난모세포에서 분비되는 화학적 자극물질에 의해 난자로 안내된다는 개념이다.

연구팀에 따르면 성게의 경우 ‘화학주성 인자’(chemoattractant, 자기를 향해 이동하게 하는 화학적 물질, 일명 ‘화학 유인물질’)는 바로 ‘리섹트’(resact)라고 부르는 펩타이드라는 사실이 수십 년 뒤 밝혀졌다. 이 물질은 난자에서 일단 분비되면 물속에서 널리 퍼지며, 농도를 변화시킨다. 성게 수컷이 물속으로 배출한 정자는 이 농도의 변화를 감지하고, 농도가 더 높은 화학물질을 향해 헤엄쳐 마침내 난모세포에 이를 수 있다. 이런 과정이 진행되는 데는 엄청난 양의 ‘리섹트’가 필요하지 않다.

앞서 연구팀은 수백억 개의 물 속 분자 중 화학주성 인자의 단일 분자만 있으면, 성게의 정자가 바짝 신경 써서 주의력을 높일 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 하지만 정자 세포들이 수정 목표물에 이르기 위해 자신들의 방향을 적절히 조절하는 방법을 안다는 것은 실로 불가사의한 일이다.

카우프 교수는 2015년 논문에서 “정자세포들은 화학적 농도의 변화에서 정보를 얻어 자신들이 헤엄쳐가고 있는 방향을 계산한다”고 밝혔다. 그는 “정자세포들은 일정 기간에 걸쳐 분자의 숫자를 세고, 이 정보를 취합한 뒤 자신들의 헤엄치는 경로를 바꾼다”고 설명했다.

이번 연구 결과 덕분에, 우리는 그 같은 즉각적인 방향 계산이 어떻게 가능한지 알 수 있게 됐다. 지금까지는 세포 간 수소이온농도(pH)의 변화가 정자의 신호에 중요한 요소라고 알려졌으나, 그 과정의 배후에 숨어있는 메커니즘을 정확히 알 수 없었다.

연구팀에 따르면 ‘리섹트’가 성게의 정자와 접촉할 때 ‘화학주성 인자’의 분자는 정자 편모(꼬리 부위)의 한 수용체와 결합한다. 그럼으로써 칼슘 이온이 정자 세포에 들어가는 일련의 신호 이벤트를 촉발시킨다.

이 같은 칼슘 반응은 정자 편모를 꿈틀거리게 해, 정자 꼬리가 선박의 방향키처럼 헤엄치는 방향을 효과적으로 조절할 수 있게 한다. 또 농도가 더 높은 화학주성 인자를 향해 정자세포가 나아가게 하고, 결국 수정에 성공할 수 있게 돕는다.

연구팀은 이 칼슘 교환이 일어나게 해주는 분자는 바로 ‘SpSLC9C1’이라고 밝혔다. 이는 일종의 ‘계통 발생적 키메라’에 해당하며, 독특한 방법으로 나트륨 이온이 정자 세포에 흘러들어가게 할 수 있다. ‘SpSLC9C1’ 분자에서 이런 기능은 정자 세포 내의 알칼리도를 조절하고, 편모의 활동을 통제한다. 이 덕분에 우리는 요즘 많은 개체수의 성게를 볼 수 있다.

이 과정이 인간과 기타 포유동물의 정자 활동과 어느 정도까지 관련이 있는지는 아직 분명치 않다. 그러나 카우프 교수는 “성게에서 알아낸 모든 정보가 생식 생물학 분야의 전반적인 지식을 넓히는 데 큰 도움이 될 것”이라고 말했다. 그는 특히 “정자의 기능을 정확히 파악하면, 난임을 일으키는 유전자 변이에 대해 심층 연구할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이 내용은 과학저널 ‘네이처 커뮤니케이션’(Nature Communications)에 실렸다.

김영섭 기자 edwdkim@naver.com

park1jun | 08/12 16:23

정자가 봉사인지? 난자가 난공불락인지?

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생리 기간, 방귀가 잦아지는 이유는?

생리할 때가 다가오면 몸 곳곳이 불편해진다. 가슴이 아프고, 잠을 제대로 못 잔다. 배가 빵빵해지면서 설사를 하는 이들도 있다. 그리고 어떤 여성들은 방귀 때문에 마음고생을 한다. 왜 생리 때가 되면 방귀가 잦아지는 걸까? 건강포털 코메디닷컴에 따르면 높아지는 프로게스테론 때문이다. 2014년 캐나다의 매니토바 연구진은 설문 조사를 통해 여성들 가운데 70% 이상이 생리를 앞두고, 또는 생리 중에 위장 장애를 겪은 적이 있다는 사실을 알아냈다. 거기에는 복통이나 설사는 물론 방귀도 포함된다. 그리고 마운트 시나이 의대 산부인과 아비 웨인 교수에 따르면, 그 방귀는 평소보다 훨씬 지독한 냄새를 풍긴다. 생리를 할 때면 방귀가 (빈도나 냄새 면에서) 더 심해지는 이유는 무엇일까? 여성의 몸이 배란기에 접어들면 프로게스테론 수치가 올라간다. 임신이 되면 이 호르몬이 소화기에 영향을 미치는데 변비나 트림, 아침이면 올라오는 구토가 바로 그 결과물이다. 문제는 임신 대신 생리를 하게 되더라도 프로게스테론이 지배적인 작용을 하는 것은 마찬가지라는 사실. 산부인과 전문의 헤더 바르토스 박사의 표현을 빌리자면 “프로게스테론으로 인해 위장의 수문이 열린다.” 생리 첫날, 설사하는 이들이 많은 건 그 때문이다. 방귀가 빈발하는 이유 역시 마찬가지. 프로스타글란딘도 영향을 미친다. 생리 중에 배출되는 이 화합물은 자궁뿐 아니라 평활근 또한 수축하게 만든다. 따라서 배에 가스가 차고, 자꾸 방귀가 나오는 것. 그렇다면 방귀를 줄일 수 있는 방법은 무엇일까? 방귀는 소화 과정의 부산물인 만큼 식단을 점검하는 게 중요하다. 첫째, 가공 식품을 멀리할 것. 둘째, 자극적인 음식을 피할 것. 생리가 다가오면 달고 짜고 매운 음식이 당기기 마련이다. 하지만 그럴수록 건강한 음식, 담백한 메뉴를 고르려고 애쓰는 게 좋다. 채소를 많이 먹을 것. 단 콩 종류나 콜리플라워는 사태를 악화시킨다는 사실을 기억해야 한다.
여성청결제와 질세정제, 어떻게 다를까?

최근 Y존 케어를 위한 청결제, 세정제, 질에센스, 이너젤 등 다양한 제품 라인들이 등장해 주목을 끌고 있죠. 그중 기초 라인에 속하는 여성 청결제와 질 세정제는 언뜻 비슷해 보이지만, 사용 부위와 성분, 쓰임새가 확연히 다른데요. 헷갈리지 않고 올바로 쓰는 법을 알아봅니다. 여자라면 쉽게 말 못하는 고민이 바로 Y트러블인데요. 가렵고 찝찝하고 불쾌한 냄새가 나면 정말 하루종일 괴롭죠. 여자의 감기라고 하는 질염은 민감하고 예민한 Y존에 수시로 찾아오는 불청객인데요. 특히 임신출산 전후면 더욱 Y존 케어에 신경을 쓸수밖에 없습니다. 만약 질염까지 생긴다면 여성 청결제를 써야할 지, 질 세정제를 써야할 지 궁금해지는데요. 정답은 ‘둘다 쓴다’입니다. 우리 몸에서는 질 분비물이 늘 나오기 때문에 외음부에 분비물이 묻을 수 밖에 없는데요. 주름이 많거나, 질염에 걸리면 소음순 주변으로 분비물이 많이 껴있게 됩니다. 여성청결제는 외음부 세정제라고도 하는데, 질 바깥부분인 외음부를 청결하게 하는 제품으로 예전에는 식약처의 심사와 허가를 받아야만 판매할 수 있는 의약외품이였습니다. 그러나 2010년부터 화장품으로 분류되기 시작해 그 후로 제조사들이 간단한 신고만으로 판매할 수 있게 되었죠. 여성의 외음부는 약산성 환경을 유지시켜 병원균이 자라지 못하게 하고, 질내 침입을 막아주는 역할을 하기 때문에 여성청결제를 고를 때는 PH 3.5~4.2인 제품을 골라야 합니다. 외음부가 깨끗하면 질염 예방에 도움이 되기 때문에 여성 청결제를 사용할 때는 세안을 하듯 구석구석 꼼꼼히 닦아주는 것이 좋습니다. 대신 매일 사용하기보다는 주 1~3회 사용하는 것이 알맞구요. 평소엔 물로만 외음부를 잘 씻어도 무방합니다. 또한 외음부는 민감하고 예민한 피부라 알칼리성인 비누나 바디워시는 되도록 사용하지 않도록 합니다. 반면 질 세정제는 질염 예방과 치료를 위한 의약품으로, 질 안에 삽입할 수 있도록 주사기 형태로 되어있는데요, 질 세정제는 질 안을 세척하고 유해균이 번식하지 않게 살균하는 기능이 있어 소독 성분을 함유하고 있습니다. 여성청결제가 생식기 외부 청결을 위한 것이라면 질 세정제는 생식기 내부 세정용입니다. 몸 안에 하는 치료에 쓰이기 때문에 산부인과 전문의의 처방 후 약국에서만 구매가 가능합니다. 질 세정제는 냄새가 자주 나거나 냉이 나오는 질염 증상이 발생 시 사용하며, 주 2회가 적당합니다. 너무 자주 하면 질 내부에는 유산균과 함께 6가지 균들의 밸런스가 깨져 몸에 유익한 유산균을 없애므로 오히려 유해균이 번식할 환경을 만들어주게 되기 때문인데요. 세정할 때에도 상처가 생기거나 자극에 예민하므로 조심스레 하는 것이 좋습니다. 깨끗하고 깔끔하게 Y존을 케어하는 방법, 평소에는 여성청결제로, 질염이 생겼을 때는 질세정제로, 이것만 기억하세요!

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