수컷 초파리가 교미를 오래 하려는 이유는?

김우재 UCSF 박사 주도…"경쟁자 의식…암컷 독차지하기 위해 일부러"

초파리 수컷이 암컷과 섹스하는 동안 자신이 경쟁자들에게 얼마나 노출되어 있었는지 기억해보고 있는 삽화(제작 김두한). 이번 연구에서는 이 과정을 조절하는 뉴로펩티드인 PDF/NPF 와 해당 뉴로펩티드와 수용체가 발현되는 최소의 신경회로를 밝혀냈다/자료=미래부

초파리 수컷들 사이의 경쟁이 교미 시간을 증가시킨다는 연구결과가 나와 화제다.

김우재 미국 캘리포니아 대학 샌프란시스코캠퍼스(UCSF) 박사는 지난해 경쟁자들에게 노출된 수컷 초파리가 섹스를 더 오래한다는 사실을 밝힌 UCSF 연구결과에 더해 이번에는 이 과정을 조절하는 상세한 메커니즘을 밝혀냈다고 10일 밝혔다.

김 박사 연구팀은 잠재적 경쟁자들에게 둘러쌓인 초파리 수컷이 그렇지 않은 수컷보다 5분 이상 섹스를 오래한다는 사실을 발견하고 이 행동을 'LMD'(Longer-mating-duration)라고 이름 붙였다.

흥미로운 사실은 LMD를 유도하는 자극이 시각적으로 이뤄진다는 점. 주변에 경쟁자들이 돌아다닌다는 사실을 초파리 수컷은 움직이는 빨간 점들로 인식한다.

연구팀은 이 점에 착안해 홀로 자란 초파리 수컷에게 거울을 보여주고 교미 시간을 측정한 결과, 거울을 보지 않은 대조군에 비해 거울을 보고 자란 초파리의 교미 시간이 훨씬 길다는 것을 밝혀냈다.

연구팀은 뉴로펩티드라는 신경세포에서 분비되는 단백질 조각과 그 수용체들의 조합에 의해 복잡한 행동양식이 조절될 수 있다는 아이디어를 내고, 다양한 스크리닝을 통해 PDF 와 NPF 라는 두 종류의 뉴로펩티드와 그 수용체들 조합에 의해 LMD가 조절됨을 밝혀냈다.

특히 이 신경회로는 초파리 뇌에 존재하는 10만여개의 신경세포들 중 단 18개의 신경세포만으로 이뤄져 있어, 복잡한 행동양식을 조절하는 최소단위의 신경회로를 찾는 최신 연구동향에 큰 도움을 줄 전망이다.

김 박사는 "LMD는 시각자극만을 이용하는 독특한 행동양식이고, 세계적으로 연구하는 과학자가 거의 없기 때문에 이 행동양식을 이용하면 사회성에 대한 많은 지식을 알아 낼 수 있을 것"이라고 말했다.


이번 연구성과는 뉴런 12월호에 게재됐다.