[장수철의 생물학을 위하여] 계획적인 세포 파괴와 사회의 균형

[장수철의 생물학을 위하여] 계획적인 세포 파괴와 사회의 균형

입력 2021-04-05 20:16
수정 2021-04-06 03:23
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장수철 연세대 학부대학 교수
장수철 연세대 학부대학 교수
지난달 5일은 개구리가 겨울잠에서 깨어난다는 경칩이었다. 이날 모든 개구리가 깨어났는지는 모르겠지만 완연하게 따뜻해진 지금은 정말 게으른 몇몇 개구리를 제외하고는 모든 개구리들이 활동을 시작했을 것이다. 아마 이달에는 수정란이 부화해 올챙이도 생길 것이다. 올챙이들은 성장과 성숙이 진행돼 개구리가 되는 과정에서 몸이 커지고 네 다리를 만드는 한편 꼬리와 아가미는 없어진다.

여기서 우리가 놓치지 말아야 할 것은 성장과 성숙 과정에서 세포가 없어지기도 한다는 것이다. 사람의 손가락과 발가락도 마찬가지이다. 태아 때 손가락과 발가락 사이가 물갈퀴 같은 구조로 채워져 있지만 태어날 때에는 그 구조가 없어진다.

생물의 신체 형성 과정에는 기왕에 만들어진 구조를 없애는 것까지 포함된다. 세포 입장에서는 애써 만든 세포가 사멸되는 것이다. 세포의 많은 활동들처럼 세포 사멸도 외부 신호를 수용해서 일어난다. 예를 들어 외부의 분열촉진 인자를 세포가 신호로 인식하면 분열을 시작해 세포 숫자가 늘어난다. 상처를 입어 손실된 세포들은 이렇게 보충된다. 이런 현상은 세포 사멸에도 적용된다. 외부 신호인 생존 인자는 세포 자살 프로그램을 억제한다. 신경세포가 필요 이상으로 만들어지면, 뇌를 비롯한 신경계 발생 과정에서 표적 세포가 분비한 생존 인자를 일정 농도 이상 받아들인 세포는 생존할 수 있고, 그렇지 않으면 세포는 사멸하면서 적정 수의 신경세포들만 남게 된다.
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만들어진 세포를 죽이는 것은 생물의 입장에서는 손해이기 때문에 신중을 기할 필요가 있을 것이다. 그래서 외부의 신호가 전달되면 사멸 프로그램이 바로 작동돼 세포가 죽는 식의 조절 방식이 선택되지 않는다. 세포는 자신이 죽는 프로그램을 간직하고 있지만 평상시에 이를 억제하고 있다가 필요할 때 이 억제를 푸는 이중 장치를 갖게 된 것 같다.

일부 신경세포들처럼 생존 인자가 부족하거나 주변 세포로부터 세포 사멸 신호가 특정 세포에 도착하면 이 세포의 자살 프로그램을 억제하던 단백질이 기능을 잃게 된다. 그러면 자살 프로그램은 매우 효과적인 단백질 분해 효소를 활성화시킨다. 카스페이즈라는 이 효소는 DNA를 담고 있는 핵의 막 단백질을 파괴한다. 파괴된 핵막을 통해 핵산분해효소가 핵 안으로 들어가 DNA를 분해하는 것이다. 핵이 깨지고 세포 성분의 파괴는 계속돼 세포 모양을 유지하는 세포골격도 붕괴된다. 더 나아가 세포막도 파괴돼 세포의 내용물이 새어 나가게 된다. 이 단계에 이르면 이 세포는 주변세포나 대식세포라는 면역세포에 잡아먹히게 된다.

신체 형성 과정에서는 세포 사멸이 일어날지 여부가 조절된다. 올챙이 꼬리, 태아 손가락과 발가락 사이 물갈퀴는 세포 사멸이 일어나도록 조절돼 형성된 것이지만 오리발은 발가락 사이의 물갈퀴 구조를 구성하는 세포들이 제거되는 세포 사멸이 일어나지 않도록 조절된 결과이다.

생물은 몸을 만들 때 세포 사멸이라는 수단을 동원해서 정교하게 조절한다고 볼 수 있다. 그래서 생물에게도 과유불급은 통하는 교훈인 것 같다. 우리 사회에서 남발되는 많은 정책 중 필요하다면 포기하는 것이 어쩌면 당연한 것일지도 모르겠다. 자신의 과오를 인정하는 꼴이니 쉽지 않을 것이다. 그러나 이런 용기를 낸다면, 우리 삶의 질을 향상시키고 사회가 적절한 수준에서 유지되도록 더 정교하게 다듬는 데도 도움이 될 것이다.
2021-04-06 29면
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