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카니스 파밀리아리스(Canis familiaris).

개의 학명이다. 사람과 가장 친한 동물이라서일까. 속명 Canis는 라틴어로 ‘개’란 뜻이고 종소명 familiaris는 ‘친숙하다’는 뜻이다. 실제로 개는 사람과 가장 밀접한 관계를 유지하고 있는 동물이다. 현재 지구상에는 개가 4억 마리 정도 살고 있는 것으로 추정된다. 이들 대부분은 일을 시키거나 고기를 얻는 용도의 가축이 아니라 사람의 친구인 애견이다. 개체수에서는 사람 다음으로 성공한 종인 셈이다.

한국사람과 영국사람, 케냐사람 외모가 서로 다르듯이 개들도 품종에 따라 생김새가 제각각이다. 다양성에서 본다면 사람은 비교도 안 될 뿐 아니라 모든 포유류 가운데서도 개에 견줄 종은 없다. 몸무게가 1kg남짓한 치와와에서 90kg에 이르는 마스티프가 있는가하면 그레이하운드처럼 늘씬한 롱다리와 함께 닥스훈트처럼 배가 땅에 닿을 정도로 다리가 짧은 녀석들도 있다.

약 1만5000년 전 야생 회색늑대를 길들인 이후 인류는 줄기찬 노력으로 현재 공인된 품종만 350가지가 넘는 개를 만들어냈다. 게놈 연구가 활발히 진행되면서 이처럼 다양한 품종이 나오게 한 유전자 변이의 실체가 드러나고 있다.
 

몸 크기에 영향 주는 유전자 찾아

한국애견협회 분류법에 따르면 개는 크게 8가지 부류로 나뉘는데 아파트에 많이 사는 우리나라 사람들은 이 가운데 토이(toy)종, 즉 장난감처럼 작은 종류를 많이 키운다. 현재 우리나라에서 가장 인기 있는 품종인 말티즈를 비롯해 토이 푸들, 요크셔테리어 등이 여기에 속한다. 이 녀석들은 애교가 많고 영리하지만 실내에서 키우다보니 운동량이 부족해 입맛이 까다로운 편이다. 커다란 늑대에서 어떻게 이렇게 앙증맞은 품종이 만들어졌을까.

개의 게놈은 지난 2005년 해독돼 ‘네이처’에 논문이 발표됐다. 개의 염색체는 39쌍으로 23쌍인 사람보다 많지만 전체 게놈 크기는 24억 염기쌍으로 30억 염기쌍인 사람보다 작다. 염색체 평균 크기가 사람의 절반인 셈이다. 당시 DNA를 제공한 개는 체구가 단단한 복서(boxer)종인 ‘타샤’(Tasha)라는 이름의 암캐다. 타샤의 게놈을 기준으로 그 뒤 연구자들은 다양한 품종의 개 DNA를 분석해 품종 간 차이가 나는 원인을 유전자 차원에서 규명하고 있다.

개 게놈에서 *SNP(단일염기다형성) 자리는 250만 곳으로 대략 염기 1000개당 하나꼴이다. 이는 사람과 비슷한 수치다. 따라서 특정 형질의 변이와 관련된 SNP 패턴을 찾으면 여기에 영향을 주는 유전자를 규명할 수 있다. 미국 국립인간게놈연구소(NHGRI)는 지난해 ‘사이언스’에 발표한 논문에서 IGF1 유전자의 변이 즉 SNP가 몸집이 작은 개를 만드는데 중요한 요인이라고 밝혔다. IGF1(인슐린-유사 성장 인자1)는 세포 성장과 분화를 유발하는 신호를 전달한다.

연구자들은 몸무게가 9kg 미만인 소형견 23품종과 30kg 이상인 대형견 20 품종으로 이뤄진 총 526마리의 개 게놈을 분석해 이 유전자가 크기에 관여한다는 사실을 알아냈다. IGF1 유전자에는 20곳의 SNP 자리가 있는데 그 가운데 다섯 번째 자리의 SNP가 결정적인 역할을 한다. 소형견은 대부분 이 자리의 염기가 A(아데닌)이고 대형견은 G(구아닌)다. 이 부분은 유전자의 인트론에 위치해 만들어지는 단백질 자체는 바뀌지 않지만 유전자 발현에 영향을 준다. 그 결과 A형일 경우 혈장 내 IGF1 농도가 훨씬 낮아 성장 신호를 제대로 전달하지 못한다. 연구자들은 “중동지역에서 발굴된 1만~1만2000년 전 개 화석을 보면 이미 소형 테리어종 만큼 몸집이 작다”며 “소형견의 IGF1 변이가 오래 전에 널리 퍼졌음을 시사한다”고 설명했다.

미국 유타대 생물학과 칼 라크 교수팀은 무려 148가지 품종의 개 유전자를 분석한 결과를 ‘유전학’ 6월호에 발표했다. 연구자들은 몸 크기나 털 길이 같은 외형 뿐 아니라 성격이나 행동에 영향을 미치는 유전자 후보도 찾아냈다. 이에 따르면 몸 크기에 관여하는 유전자는 앞서 IGF1 뿐 아니라 SMAD2, NPR2 등 여럿이 더 발견됐다. IGF1는 크기 결정에 15% 정도 기여하는데 이번 연구에 따르면 SMAD2, NPR2의 영향력이 더 큰 것으로 나왔다. 이들 유전자 역시 세포에 성장 신호를 전달하는 역할을 한다.

도사견 포악성의 기원

가끔씩 사람이 개(주로 도사견)에 물려죽었다는 뉴스가 나오곤 한다. 덩치가 크지 않더라도 낯선 사람을 보면 표독스럽게 짖거나 심지어 달려가 무는 개들도 있다. 개가 사람의 친구라면 도대체 왜 이런 사나운 녀석들이 존재할까. 역시 사람이 사나운 개를 원했기 때문이다.

지금은 흔치 않지만 투견 즉 개싸움은 오랜 역사 속에서 흥미로운 구경거리였고 승부를 둘러싼 도박판이 벌어지곤 했다. 투견으로 유명한 개가 바로 도사견으로 일본사람들이 토착종과 불독, 마스티프 같은 대형 개를 교배해 확립한 품종이다. 서울대 수의대 황철용 교수는 “성질이 사나울수록 투견에 적합하기 때문에 이런 쪽으로 개량이 됐다”며 “제대로 훈련받은 순종은 사람을 공격하지 않지만 방치된 잡종이 문제를 일으킨다”고 설명했다. 실제로 도사견 잡종은 잘 자라고 고기 맛도 좋기 때문에 우리나라에서 식용으로 많이 키우는데 우리를 탈출하거나 목 끈이 풀린 개가 사고를 친다. 이런 개들은 눈 흰자위가 뻘겋게 충혈돼 있는데 흥분으로 공격성이 높아진 상태임을 나타낸다.

“사실 불독도 소와 싸우는 투견용으로 만들어진 품종인데 100여년 전 이를 금지한 뒤 애견으로 바뀌면서 성격이 온순한 쪽으로 개량돼 왔습니다.” 불독(bulldog)이란 이름에서 알 수 있듯이 이 녀석들은 소(bull) 뒷다리를 한번 물면 끝까지 물고 늘어질 만큼 대담하고 집요했다고 황교수는 설명했다.

이런 극단적인 경우가 아니라도 개는 품종별로 특징적인 행동과 성격이 잘 알려져 있다. 개의 행동적 특징은 크게 네 가지로 나뉘는데 가축을 돌보는 행동과 사냥감을 가리키는 행동, 대담함, 훈련성이 그것이다. 예를 들어 대표적인 목양견인 콜리는 한 마리가 양 50~100마리를 다룰 수 있다. 한편 우리나라 토종인 풍산개는 뛰어난 사냥개로 커다란 멧돼지를 만나도 겁내지 않고 달려든다. 마약탐지견인 레브라도 리트리버는 훈련을 잘 소화하고 침착하면서도 호기심이 많다. 그렇다면 이런 다양한 특성을 유전자의 변이로 설명할 수 있을까.

칼 라크 교수팀은 이번 논문에서 크기나 겉모습뿐 아니라 성격이나 행동에 관여하는 유전자 후보도 밝혀냈다. 양을 지키는 책임감에 관여하는 유전자 후보로는 MC2R, C18orf1이 올랐다. 이들은 행동을 조절하는데 관여하는데 MC2R은 멜라노코틴이라는 호르몬의 수용체이고 C18orf1은 정신분열증과 관련이 있는 유전자다. 사냥감을 가리키는 행동에 관여하는 유전자 후보인 CNIH는 뇌신경 발달에 관여한다. 과감성에 연관된 유전자 PCDH9는 시냅스 접합 부위에 위치하는 단백질의 유전자로 특정한 신경 연결과 신호 전달에 관여하는 것으로 보인다. 이들 유전자의 SNP가 구체적으로 어떻게 행동 변이를 일으키는지는 아직 모르지만 주로 신경과 내분비에 관여하는 유전자라는 점에서 중요한 역할을 할 가능성이 크다.
 

너무 작아 새끼도 잘 못 낳아

“우리나라 사람들은 극단적인 걸 좋아해 작은 개는 더 작게 큰 개는 더 크게 만들어야 높이 평가합니다. 털이 흰 개는 눈처럼 희어야하고 검은 털은 잡색이 없어야하죠.” 토이 푸들을 전문적으로 개량하는 브리더(breeder)인 한국애견연맹 강한철 이사의 설명이다. 이런 요구에 부응하다보니 점점 작은 쪽으로 개량이 되고 그 결과 부작용이 나타나고 있다. 대표적인 현상이 혼자 힘으로는 새끼를 낳지 못하는 경우. 서울대 수의대 황철용 교수는 “말티즈나 요크셔테리어는 대부분 제왕절개수술을 해주지 않으면 위험하다”며 “만일 자연에 맡기면 극단적으로 작은 녀석들은 도태될 것”이라고 말했다.

또 작게 만들어지는 과정에서 골격이 축소되는 비율이 잘 안 맞고 근육양도 적어져 이런 품종들에서는 슬개골(뒷다리 무릎뼈) 탈골이 쉽게 일어난다. 이마가 동그랗고 눈이 튀어나온 게 특징인 치와와의 경우 이런 경향이 더 두드러지게 개량을 하다 보니 뇌수두증 즉 뇌실에 물이 차는 질환에 취약하다.

소형견만이 문제를 지닌 건 아니다. 군경과 함께 다니며 위용을 과시하는 셰퍼드나 도베르만 핀셔 같은 개는 앞으로 치고 나갈 때 힘을 쓸 수 있게 몸 앞부분이 발달해 무게 중심이 앞으로 쏠린 체형을 선택해왔다. 그 결과 고관절이형성증 즉 뒷다리의 기형이 종종 나타난다. 또 세인트 버나드처럼 몸무게가 90kg에 이르는 육중한 개들은 관절에 무리가 많이 가 일찍부터 퇴행성 질환에 시달린다.

이처럼 품종별로 취약한 질병에 관여하는 유전자도 하나 둘 밝혀지고 있다. 예를 들어 콜리종에서 종종 보이는 눈의 기형은 염색체 특정부분에서 DNA 조각이 떨어져 나갔기 때문인 것으로 밝혀졌다. 추후 다양한 품종의 게놈을 비교함으로써 품종별로 잘 걸리는 질병의 원인을 밝힐 수 있을 것이다.

그런데 과학자들이 많은 돈을 들여가며 이처럼 집중적으로 개 게놈을 연구하는 이유는 무엇일까. 개 자체가 흥미로운 대상이기도 하지만 사람의 질병을 이해하는데 큰 도움이 되기 때문이다. 개를 키우다보면 나이가 들어감에 따라 눈과 귀가 어두워지고 심장병, 비만, 당뇨병, 암 등 사람이 노화되면서 걸리는 성인병이 발생한다. 또 우울증이나 정서불안을 보이기도 한다. 그런데 이런 질병에 걸리는 경향이 품종마다 차이가 있고 특정 품종에 특유한 질병도 있다.

예를 들어 독일의 사역견인 도베르만 핀셔는 기면발작을 일으키는 경우가 흔하고 유전성 신장암은 독일 셰퍼드에서만 나타난다. 푸들 종류는 나이가 들면서 시력약화가 일찍 찾아온다. 사람도 인종별, 체질별로 특정 질병에 취약한 정도가 다르다. 스웨덴 웁살라대 진화생물학과 한스 엘레그렌 교수는 “개를 인간 유전 질병 모델로 이용하면 원인 유전자를 찾아 치료제를 개발하는 데 도움이 될 뿐 아니라 질병을 일으키는 돌연변이의 특징에 대한 정보도 얻을 수 있다”고 설명했다. 이래저래 개는 인류의 영원한 친구인 셈이다.
 

작은 개가 오래산다

개의 수명과 관련해서는 흥미로운 패턴이 있다. 대체로 덩치가 큰 품종일수록 수명이 짧고 작을수록 길다는 것. 생쥐보다 코끼리가 훨씬 오래 사는 것처럼 보통 몸이 큰 종일수록 수명이 긴 것과는 반대 현상이다.

또 성숙기간과 수명의 패턴도 다르다. 보통 오래 사는 동물은 자라는 속도도 느리다. 개 역시 큰 품종이 성체가 되는 데 시간이 더 걸린다. 그럼에도 노화는 오히려 일찍 찾아온다. 미국 유타대 칼 라크 교수팀은 ‘유전학’ 6월호에 낸 논문에서 다양한 자료를 종합해 148 품종의 평균 수명을 제시했다. 이에 따르면 개의 평균 수명은 12.2년.

예상대로 크기와 수명은 대체로 반비례했다. 수명이 가장 긴 품종은 스키퍼키로 17년이었다. 벨기에 품종인 스키퍼키는 몸무게 3~8kg인 소형견으로 검은 털에 여우같은 생김새인데 꼬리가 없다. 우리나라에서는 별로 키우지 않는 품종이다. 그 뒤를 토이 푸들(16년), 미니어쳐 푸들(16년)이 차지했다. 말티즈도 13.5년으로 오래 사는 편이고 요크셔 테리어도 12.8년으로 평균을 넘었다. 결국 우리나라 사람들은 오래 사는 품종을 선호하는 셈이다.

반면 키가 가장 큰 개인 아이리시 울프하운드가 6.2살로 가장 짧았고 겉모습만 봐도 성인병이 있을 것 같은 불독이 6.7살, 세인트 버나드와 생김새가 비슷한 스위스 개 버니즈 마운틴 도그가 7살이다.

미국 프린스턴대 생태 및 진화 생물학 명예교수인 존 타일러는 그의 저서 ‘크기의 과학’에서 “인위선택의 결과, 작은 개들에 비해 생리 기능이 상대적으로 취약하게 태어나는 큰 개들은 작은 개들에 비해 수명도 아주 짧다”고 설명했다.

꼬리없는 토종개 동경이

지난 6월 8일 경주종합운동장에서는 시민의 날을 맞아 꼬리없는 개 ‘동경이’를 경주의 토종개로 선포하는 행사가 있었다. 서라벌대 동경이보전연구소 소장인 최석규 교수는 이 자리에서 동경이 혈통고정사업에 대한 경과보고를 했다.

최 교수는 “조선 현종 때 경주 부윤을 지낸 민주면이 1669년 쓴 ‘동경잡기’를 보면 경주에 꼬리 짧은 개가 많아 이를 동경구(東京狗)이라고 불렀다는 기록이 있다”며 “5~6세기 신라고분에서 출토된 개의 토우 가운데 40% 정도가 꼬리가 짧아 이무렵 이미 경주에 동경이가 살았다고 생각한다”고 말했다.

이런 문헌과 유물에 흥미를 느낀 최 교수는 2005년부터 경주 일대를 뒤져 꼬리없는 개를 찾았고 마침내 세대가 지나도 이런 특징을 안정적으로 보이는 혈통을 확립한 것. 현재 동경이보전연구소는 동경이 135마리를 확보했다. 경주시 역시 시의 상징동물로 동경이를 내세우기로 해 현재 외부 유출을 막고 있으며 사료비를 지원하고 있다.

동경이는 앞에서 보면 진돗개와 비슷하게 생겼지만 뒤가 어색하다. 꼬리가 없거나 아주 짧기 때문이다. 외국 품종 가운데도 스키퍼키나 펨브록 웰시코기처럼 꼬리가 없거나 짧은 품종이 있다. X-선 촬영을 해보면 동경이는 선천적으로 꽁무니뼈가 퇴화돼 3~8개 정도로 보통 개가 20여 개인데 비해 훨씬 적다. 특히 사람처럼 3~4개뿐인 개체는 꼬리가 없다.

보통 네발 동물이 달리거나 방향을 틀 때 몸의 균형을 유지하려면 꼬리가 중요한 역할을 하는데 민첩해 사냥도 잘 한다는 동경이는 왜 꼬리가 퇴화됐을까. 최 교수는 “사람이 인위적으로 꼬리없는 개를 선별한 것 같지는 않고 이런 돌연변이가 생긴 녀석들이 살아남은 것 같다”며 “동경이는 꼬리가 퇴화한 대신 뒷다리 대퇴부 근육이 매우 발달해있어 노루처럼 통통 뛰어다닐 정도로 움직임이 활발하다”고 말했다. 현재 연구소와 경주시는 2011년에 천연기념물로 등록한다는 계획을 세워놓고 유전자 연구를 진행하고 있다.

SNP(단일염기다형성)*

게놈에서 DNA 염기 종류가 개체별로 다른 부분. SNP가 생기면 해당 자리의 아미노산 종류가 바뀐 단백질이 만들어지거나 유전자 발현 정도에 변화가 생겨 세포내 단백질 양이 달라진다. 그 결과 체형이나 특정 질병에 걸리는 경향에 영향을 준다.