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‘바다의 별’이라고도 불리는 불가사리는 ‘5중 대칭’이라는 독특한 신체 구조를 갖고 있다. 이런 대칭성은 불가사리가 속한 극피동물 일부에서 나타나는 특징으로, 좌우대칭을 이루고 머리와 몸이 구분되는 척추동물과는 전혀 다른 몸 구조다. 그렇다면 불가사리의 머리는 어디일까. 유전자 분석을 통해 불가사리는 사실 대부분 머리로만 이뤄져 있다는 연구 결과가 2023년 11월 1일 국제학술지 ‘네이처’에 발표됐다. ^{doi: 10.1038/s41586-023-06669-2} 미국 스탠퍼드대와 영국 사우스햄프턴대 등 국제 공동연구팀이 박쥐 불가사리(Patiria miniata)의 유전자 발현을 분석한 결과다.

불가사리의 머리를 찾을 때의 문제점은, 몸의 구조가 척추동물과 전혀 달라 머리가 어느 부위인지 정의하기조차 힘들다는 것이다. 연구팀은 몸의 부위에 따라 발현되는 유전자가 다르다는 점을 응용해 유전자 발현을 분석하기로 했다. 불가사리를 위에서 아래로, 왼쪽에서 오른쪽으로, 끝에서 중간으로, 총 세 방향으로 얇게 자른 후 RNA 단층 촬영 기법으로 유전자 발현을 분석했다.

그 결과, 불가사리의 몸 거의 모든 부분에서 일반적으로 동물의 몸통에 관여하는 유전자가 나타나지 않았다. 대신 머리 발달과 관련된 유전자가 거의 모든 부분에서 발현됐다.

인간의 전뇌에서 발현되는 유전자는 모든 팔의 중앙에서 확인됐다. 그리고 머리에서 발현되는 많은 유전자가 불가사리 전체에서 보이는 반면,  몸통과 관련된 유전자는 팔 가장자리에서 단 하나가 발견됐다. 연구를 진행한 로랑 포머리 스탠퍼드대 연구원은 “불가사리는 사실상 몸통 없이 머리로만 해저를 기어다니는 셈”이라 설명했다.

연구팀은 앞으로 불가사리가 보이는 유전적 패턴이 같은 극피동물인 성게와 해삼에도 나타나는지 조사할 계획이라고 밝혔다. 연구팀은 “지구에는 약 34개의 서로 다른 동물 문이 살고 있으며, 이들을 연구하면 인간 질병에 대한 접근 방식을 확장할 수 있을 것”이라고 기대했다.