유산균 연구로 유명한 일리야 메치니코프 (Ilyich Mechinikov)는 러시아의 동물학자이자 병리학자이다. 그는 1908년 독일 의학자 파울 에를리히(Paul Ehrlich)와 함께 면역 연구로 노벨 생리의학상을 받았다. 불가사리 유생을 이용한 ‘식세포’ 연구가 노벨상 수상의 계기가 됐다.

메치니코프는 불가사리와 해파리 같은 무척추동물의 발생학 분야를 연구했다. 자국의 정치적 문제로 실직한 그는 1882년 가족과 함께 이탈리아 시칠리아에 있는 항구도시 메시나로 이주했다. 그곳에 해면동물·해파리·불가사리 같은 무척추동물이 풍부했기 때문이다. 메치니코프가 주목한 건 몸이 투명한 불가사리 유생(Bipinnaria asterigera)에 존재하는 활동성이 좋은 세포였다. 그는 세포가 색소나 장미가시에 어떻게 반응하는가를 관찰했다. 또 그는 유생의 세포가 색소를 소화시키기도 하고 세포 자신을 방어한다고 생각했다.

그 다음해 메치니코프는 추가 실험을 통해 ‘무척추동물의 체내 소화에 대한 연구 내용’을 발표했다. 세포의 소화 내용은 ‘생체 내에서 발생하거나 또는 외부로부터 침입한 이물질로부터 자신을 보호한다’는 것이었다. 메치니코프는 이 세포를 ‘식세포(Phagocyte)’라 명명했다. 식세포는 그리스어로 ‘먹는다’라는 ‘파제인(phagein)’과 ‘세포’를 뜻하는 ‘사이트(cyte)’의 합성어이다. 이러한 소화기능 연구로 시작한 불가사리의 유생 연구가 면역 연구의 방아쇠 역할을 했다. 최종적으로 메치니코프는 생물체 내의 세포에 의해 이물질이 파괴된다는 포식이론으로 노벨상을 받았다. 그는 면역 연구가 일단락되자 유산균과 노화·장수 연구에 일생을 바쳤다.

사람의 생체 내에는 섭식조절 펩타이드가 존재한다. 식욕 촉진 물질로는 오렉신(Orexin)과 그렐린(Ghrelin) 등이 있다. 렙틴(Leptin)과 인슐린은 식욕 저하 물질이 있다. 한 예로, 필자 그룹은 불가사리로부터 오렉신-관련(orexin-related) 물질을 정제하여 물질의 1차 구조를 발표했다. 사람과 마찬가지로 불가사리도 배고프면 “먹으라”라는 신호를 보내어 오렉신과 유사한 물질을 분비한다는 것을 의미한다. 필자는 아쉽게도 “배부르다! 그만 먹으라”라는 신호를 가진 물질은 발견하지 못했다. 흥미롭게도, 2016년 영국의 엘픽(Elphick) 교수는 불가사리의 ‘방사신경(radial nerve)’의 전사체(transcriptoms)에 오렉신-관련 물질이 있다고 발표했다.

불가사리와 성게는 극피동물이다. 이들은 척추동물처럼 후구동물이기 때문에 척추동물과 가장 가까운 진화적 단계에 속하는 무척추동물이다. 최근 극피동물의 게놈 연구에 의하면 극피동물은 사람의 게놈과 약 80%가 일치한다. 사람에게 보물과 같은 생체조절물질이 불가사리에도 다량 존재한다는 것을 의미한다.

불가사리의 또 다른 매력은 팔이 떨어져 나가도 원래대로 회복하는 놀라운 재생능력을 가지고 있다는 점이다. 우리나라도 점점 노령화 사회로 접어드는 점을 감안하면, 불멸성과 다분화능을 지닌 불가사리·히드라는 재생과 장수 연구를 위한 좋은 실험 모델이다. 동시에 해양 무척추동물 연구는 각종 노인성·퇴행성 질환 회복이나 손상되어 치유되기 어려운 특수조직의 재생에 희망적 대안으로 대두되는 분야이다.

메치니코프에게 해양 무척추동물의 보고(寶庫)인 이탈리아의 ‘메시나’가 있었다면, 필자 그룹에게는 부산의 ‘청사포’가 있다. 사실 메치니코프의 연구를 물심양면으로 지지해 준 사람은 프랑스의 루이 파스퇴르(Louis Pasteur)였다. 만약 파스퇴르가 없었다면 메치니코프는 훌륭한 업적을 이루었을까. 우리나라 역시 해양 무척추동물로부터 효과적인 업적을 이루기 위해서는 파스퇴르처럼 국가·자치단체·기업의 적극적인 지원이 필요하다.

불가사리는 결코 죽을 수 없다는 의미인 ‘불가살이(不可殺伊)’로도 불린다. 아마도 불가사리가 재생·면역·노화 및 섭식조절물질과 같은 다양한 유용물질을 많이 소유하고 있기 때문이 아닐까. 불로장생을 꿈꾼 진시황제가 이 말을 듣는다면 당장이라도 벌떡 깨어날지도 모른다. 지금이 불가사리로부터 황금알을 얻을 수 있는 좋은 기회라 생각한다.

부경대 생물공학과 교수