국내 연구진, '스트레스-불임' 연결고리 초파리서 실마리 찾아

[이데일리 이승현 기자] 국내 연구진이 사람의 스트레스 호르몬과 유사한 초파리의 신경전달물질이 초파리의 수정에 중요한 역할을 하는 것을 밝혀냈다. 스트레스가 인간의 불임에 끼치는 영향을 연구하기 위한 이론적 실마리를 제시한 것으로 평가된다.

김영준 광주과학기술원(GIST) 생명과학부 교수(교신저자)와 이강민 박사과정 학생(제1저자)은 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’(Current Biology) 20일자(온라인판)에 게재한 논문에서 초파리의 신경전달물질 중 하나인 ‘Dh44’의 발현을 억제하면 정상적인 때보다 정자방출행동이 매우 빨리 진행되고 수정란 수도 30% 이하로 감소했다고 밝혔다.

초파리 암컷은 수컷과 교미 후 저장기관에 저장하고 남은 정자나 혹은 원치않은 상대의 정자를 몸 밖으로 내보낸다. 연구팀은 이러한 정자방출행동을 조절하는 신경계의 신호전달과정을 파악하기 위해 신경펩타이드 총 45종의 생성을 억제한 초파리 암컷을 대상으로 교미 후 정자방출까지 걸리는 시간을 측정했다.

(A)‘Dh44’ 생성을 억제한 초파리(실험군)는 교미 1시간 후(아랫줄 맨 오른쪽 그림) 자궁에 남았거나 정자저장기관에 저장된 정자를 발견할 수 없다. (B)Dh44 생성을 억제한 초파리는 교미 후 10분 이내에 정자를 방출하고 정자저장기관에 저장되는 양도 줄어드는 것이 확인된다. GIST 제공

실험 결과 Dh44가 아닌 44종을 억제한 초파리들은 정상 초파리와 마찬가지로 정자방출까지 약 1~6시간이 걸렸다.

반면 Dh44 생성을 억제한 초파리들은 교미 후 10분 안에 정자를 모두 방출한 것으로 나타났다. 저장된 정자의 수도 적어 낳은 알의 수가 정상 초파리에 비해 30% 이하에 불과했다.

광주과학기술원 김영준 교수와 이강민 박사과정 학생

Dh44는 포유류의 스트레스를 조절하는 호르몬인 ‘부신피질자극호르몬방출인자’(CRH)와 아미노산 서열이 유사하다. 곤충의 Dh44 수용체가 포유동물의 CRH에 반응하는 것이 확인돼 이 둘은 서로 유사한 호르몬으로 알려져 있다.

스트레스가 불임 등 생식질환의 원인으로 알려져 있지만 구체적 메커니즘은 아직 규명되지 않았다. 김 교수는 “(이번 연구결과는) 스트레스를 받은 사람의 신경반응과 불임 등 생식질환의 연관성을 연구하는 데 도움을 줄 것으로 기대한다”고 말했다.

연구팀은 미래창조과학부와 한국연구재단의 지원을 받아 연구를 수행했다. 논문명은 ‘초파리 암컷의 정자 방출과 저장을 조절하는 신경회로’(A neuronal pathway that controls sperm ejection and storage in female Drosophila)이다.