물고기에게 편도선이 없는 이유가 밝혀졌다

최근 과학계는 "물고기에는 왜 편도선이 없나요?"라는 질문에 대한 좋은 대안과 답변을 찾아냈습니다. 이 연구를 통해 물고기에게서는 병원균으로부터 보호할 수 있는 새로운 편도선과 유사한 기관이 발견됐습니다. 미생물이 코나 입을 통해 우리 몸에 침입하려고 할 때 미생물은 편도선, 즉 침입자와 싸우는 데 도움이 되는 면역 세포가 방어하는 조직 덩어리를 통과해야 합니다. 그러나 많은 동물에는 뚜렷한 편도선, 즉 방어력에 뚜렷한 공백이 없습니다. 과학 학술지에서 연구자들은 "유사한 면역 역할을 수행할 수 있는 물고기의 유사한 기관을 발견했습니다"라고 보고했습니다. 위스콘신-매디슨 대학의 면역학자이자 세포생물학자인 안나 후튼로처는 이번 연구에는 참여하지 않았지만 "이것은 물고기에 편도선과 유사한 구조가 있다는 것을 설득력 있게 보여주는 매우 잘 수행된 연구입니다"라고 평가했습니다. 두 번째로 발표된 연구는 송어, 제브라피시, 연어를 포함하는 경골어류가 특정 면역 세포가 항체라고 알려진 방어 단백질을 미세 조정할 수 있도록 하는 인간 면역 체계의 또 다른 핵심 부분을 보유하고 있음을 시사했습니다.

 

경골어류와 인간의 조상은 4억 년 전에 서로 다른 진화 방식을 취했지만 많은 특징을 공유합니다. 물고기는 T 세포와 B 세포, 대식세포를 포함해 동일한 병원체 전투기를 다수 배치하고 있으며, 인간의 B 세포와 마찬가지로 바이러스를 잠그고 비활성화하는 항체를 생산합니다. 물고기는 흉선과 비장을 포함하여 동일한 면역 기관 중 일부를 자랑하고 있지만, 동물들은 B 세포와 T 세포가 행진 명령을 받는 림프절과 같이 우리의 면역 방어에 중요한 다른 구조를 놓치고 있습니다. 사우스 플로리다 대학의 비교 면역학자인 래리 디쇼는 "병원균 분자를 탐지하는 데 도움이 되는 편도선이 없지만 물고기는 편도선과 유사한 것을 사용할 수 있습니다"라고 말했습니다. 새로운 두 가지 연구와 관련이 없는 디쇼는 "입과 아가미를 통해 흐르는 물은 지속적으로 박테리아와 바이러스에 노출됩니다. 수생 동물은 물속의 미생물을 피할 수 없습니다"라고 설명했습니다.

 

일부 생물학자들은 물고기가 동등한 면역 세포 클러스터를 가지고 있다고 의심했지만 누구도 이를 확인하지 못했으며 코펜하겐 대학의 어류 면역학자인 커트 부흐만은 "우리는 좋은 연구를 기다려왔습니다"라고 이야기했습니다. 일부 물고기 표본의 아가미 밑 부분에서 특이한 구조를 발견한 학생 줄리앵 르제기는 해부학자들이 과학 문헌을 조사하면서 그것을 얼핏 보았지만 더 이상 조사한 적이 없다는 사실을 발견했습니다. 그러나 당시 다른 연구를 마치느라 바빴던 르제기는 관찰에 대한 후속 조치를 취하지 않았습니다. 현재 오슬로 대학의 공간 면역학자인 르제기는 다른 연구자들과 협력해 제브라피쉬의 신비한 구조를 자세히 조사했습니다. 르제기는 "놀라웠습니다. T 세포가 가득했습니다"라고 당시를 떠올렸습니다. 이들의 분석에 따르면 인간의 편도선과 마찬가지로 그 구조에도 B 세포와 다른 유형의 면역 세포가 풍부하다는 것이 밝혀졌습니다. 연구자들은 또 다른 유사점, 즉 면역 세포가 상호 작용할 수 있게 하는 내부 비계를 지적했습니다.

 

르제기와 동료들은 치유와 물에 대한 신화적인 인물의 이름을 따서 'NELO'라는 이름을 붙였습니다. 연구자들은 기생충이나 바이러스와 싸우는 제브라피쉬에서 면역 세포 클러스터가 해당 림프 기관에서 생겨나는 것을 관찰했습니다. 편도선, 림프절, 비장의 면역 세포는 항원으로 알려진 병원체 분자 조각을 서로에게 보여줌으로써 침입자에 대한 반격을 촉발시키며 세포 덩어리의 조직은 NELO가 이러한 항원 공유를 촉진한다는 것을 암시합니다. 르제기는 "NELO는 복잡한 내부 조직이 부족하기 때문에 아마도 진정한 편도선은 아닐 것"이라면서도 "그러나 그 기능은 아마도 유사할 것입니다"라고 덧붙였습니다. 제브라피쉬뿐만 아니라 대서양 연어와 잉어 종에서도 이 구조를 찾아낸 연구팀은 이것이 어류에 널리 퍼져 있음을 시사했고, 또 다른 과학자들은 르제기와 동료들의 연구가 새로운 면역 기관을 뒷받침한다는 데 동의했습니다. 막스 플랑크 면역생물학 및 후성유전학 연구소의 진화 면역학자인 토마스 보엠은 "이 점에는 의심의 여지가 없습니다. 완전히 이해가 됩니다. 물고기는 자신의 몸에 들어오려는 모든 것을 물리칠 준비가 되어 있어야 합니다"라고 강조했습니다.

 

발표된 두 번째 연구는 펜실베이니아 대학교 연구진이 주도하여 경골어류가 인간과 공유하는 또 다른 구조를 밝혀냈습니다. 이 연구에 따르면 우리의 림프절과 비장은 감염 중에 B 세포가 공격하는 병원체에 대해 더 효과적으로 항체를 연마할 수 있도록 하는 배중심이라 불리는 세포 요람이 싹트게 됩니다. 해당 연구는 무지개 송어의 비장에서 배중심과 같은 구조를 기록, 이는 경골어류에서 처음으로 발견된 것입니다. 부흐만은 "질병은 많은 수의 양식 물고기를 죽이는데, NELO의 발견은 연구자들이 그들을 보호하기 위한 더 나은 백신을 생산하는 데 도움이 될 수 있습니다"라고 의의를 짚었습니다. 디쇼는 "물고기에서 편도선과 유사한 기관을 확인하는 것은 또한 물고기의 면역체계에 대한 오해를 바로잡는 데 도움이 됩니다. 정교한 면역 체계는 포유동물에게만 있는 것이 아닙니다"라고 설명했습니다.