서울신문

[서울신문] 중남미 코스타리카의 열대우림 속에 사는 거미 '아네로시무스'는 이상하고 변덕스러운 행동으로 유명하다. 애써 지은 거미줄을 버리고 전혀 다른 거미줄을 치기 시작하는데, 이 거미줄은 자신을 위한 것이 아니라 자신의 몸 속에 살고 있는 기생 말벌을 위한 것이다. 말벌의 유충이 뱃속에서 부화하면 거미는 죽고, 유충들은 그 몸 속에서 거미줄의 보호를 받으면서 성충이 될 때까지 지낸다. 아네로시무스의 기괴한 행동은 스스로 의지가 아닌 몸 속 말벌에 의해 마치 '좀비'처럼 이뤄지는 것이다.

'죽어도 죽지 못하는 존재'. 공포 영화의 기괴한 모습으로 알려져 있는 좀비는 자연에서 어렵지 않게 찾을 수 있다. 바이러스, 진균류, 원생동물, 벌, 촌충 등 수많은 생물이 기생을 통해 숙주의 뇌를 조종해 자신이 원하는 것을 얻어낸다. 국제저널 '실험생물학 저널'은 최신 호에서 주요 이슈로 '좀비 동물'을 다루며 "생물학계는 이제 기생동물을 찾는 데 그치지 않고 이들이 어떻게 다른 동물의 체내에 침입해 뇌를 장악하고, 명령을 내릴 수 있는지를 밝혀내는 단계에 이르렀다."고 밝혔다.

●감염된 거미는 말벌 유충 위한 거미줄 만들어

아네로시무스는 새로운 거미줄을 완벽하게 말벌 유충의 생활에 적합하도록 짓는다. 일반적인 거미줄은 얇고 복잡하게 얽혀 있으면서도 동심원 형태의 규칙성을 갖지만 말벌용 거미줄은 비를 막을 수 있도록 특정 부분을 덧댄 것처럼 두껍게 만들어진다. 나중에 말벌 유충은 이 부분으로 기어가 비를 피하는 동시에 거미줄에 걸린 벌레를 통해 영양분을 쉽게 공급받을 수 있다. 이처럼 거미를 조종하기 위해 말벌은 독특한 단백질을 생산해 숲속 곳곳에 뿌린다. 이 단백질은 숲 속 어디에나 폭넓게 퍼져 있는 바큘로바이러스와 함께 작용해 거미를 감염시켜 번식을 위한 '좀비'로 만든다.

사람이 이 바이러스를 먹고 말벌의 좀비가 되지 않을까 걱정할 필요는 없다. 이 바이러스는 거미와 집시나방 등 일부 곤충류에만 작용한다. 집시나방의 경우 나뭇잎 등에 묻어 있는 바큘로바이러스에 감염되면 바이러스는 집시나방의 세포를 파고 들어가 '높이 올라가라.'는 명령을 내린다. 집시나방이 나무 꼭대기로 올라가 죽으면 사체는 분해돼 아래쪽으로 뿌려지면서 확산되어 훨씬 더 많은 생물을 바큘로바이러스에 감염시킨다.

집시나방에게 이 같은 명령을 내리는 유전자가 'egt'다. egt는 보통 효소 형태로 벌레 내부에서 활성화돼 집시나방의 호르몬을 파괴함으로써 생식이나 탈피 등 일체 체내 활동을 하지 못하게 만든다. 집시나방을 바이러스를 위해서 살아가는 '좀비' 상태로 만드는 것이다. 데이비드 휴스 펜실베이니아 주립대 교수는 "일반적인 집시나방은 밤에 나와 먹이를 구한 뒤 나무 아래쪽에 지어놓은 집에 숨는다."면서 "하지만 egt의 영향을 받은 집시나방은 먹이를 구하는 활동 자체를 멈추지 않고 끊임없이 헤매다가 나무 꼭대기로 올라 간다."고 설명했다. 이어 "마치 환상을 보는 것처럼 먹고 또 먹는다."고 덧붙였다. 숙주의 뇌 속 신경 전달물질 자체를 개조하는 기생동물들도 있다. 흡충(가시머리벌레)이 대표적이다. 흡충은 연못 등에 사는 '옆새우'에 기생한다. 옆새우는 일반적으로 진흙 속에서 사는데, 흡충에 감염되면 옆새우는 미친 듯이 헤엄을 쳐서 연못 가장자리의 나무줄기나 바위 위로 몸을 던진다. 나무줄기나 바위 위로 드러난 새우는 새의 먹이가 되고, 이를 통해 흡충은 자신의 후손을 광범위하게 퍼뜨릴 수 있게 된다. 사이먼 헬루이 웨슬리대 교수는 "가시머리벌레가 옆새우에 침입하면 새우의 면역시스템이 여기에 강력하게 저항하며 화학물질을 분비하게 된다."면서 "가시머리벌레는 면역시스템과 싸우지 않고 최대한 빨리 새우의 뇌로 침입해 세로토닌이 과다 분비되도록 해 면역시스템 자체를 붕괴시킨다."고 설명했다. 세로토닌은 뇌의 핵심 신경 전달물질이지만 과도하게 분비될 경우 시신경에 문제를 일으킨다. 진흙 속에서 사는 옆새우 신경에 문제가 생기면서 옆새우는 반대로 햇빛을 자신이 사는 암흑으로 인식하고 찾아 헤매게 돼 결국 물 밖으로 뛰어나가게 되는 것이다.

●사람을 좀비로 만드는 방법은 없어

과학자들은 실험실 수준에서 수백~수천개의 뉴런을 가진 무척추동물의 신경을 조종할 수 있는 수준에 이르렀다. 하지만 사람을 비롯한 척추동물의 경우 수백만~수천만개의 뉴런을 갖고 있다. 특히 각각의 뉴런이 어떤 형태로 연관을 짓고 어떤 역할을 하는지조차 분명하게 밝혀지지 않았다.

현 단계에서는 사람을 좀비로 만들 수 있는 방법은 개발할 수 없다는 것이다. 물론 좀비와 같은 이상행동을 보이는 척추동물도 있다. 이들은 대부분 원형세포 형태의 기생충에 감염된 경우다. 세포내에서 증식하는 기생세포인 톡소플라스마는 포유류와 조류에 널리 기생하는데 포식자로 숙주를 옮기는 특성이 있다. 흔히 고양이에서 톡소플라스마 감염이 많이 발견된다. 감염된 새나 쥐 같은 작은 포유류를 고양이가 잡아 먹는 먹이사슬을 통해서다. 톡스플라스마에 감염된 쥐는 고양이에 대한 선천적인 두려움을 상실해 더 쉽게 잡아 먹힌다. 이는 톡소플라스마가 숙주 몸 속에서 신경 전달물질인 도파민 생산을 가속화하는 역할을 하기 때문이다. 도파민이 과다분비된 숙주는 호기심이 더 많아지고, 두려움을 느끼지 않게 된다.

●톡소플라스마 감염땐 정신분열증 유발도

톡소플라스마는 쥐 등 일부 수컷 동물에서는 남성호르몬인 테스토스테론 과다분비도 일으킨다. 테스토스테론이 과다분비된 수컷 동물은 암컷을 찾아 번식에 몰두하게 된다. 암컷도 또다른 숙주가 되는 것이다. 모두 기생동물들이 자신의 생존이나 번식을 위해 숙주를 조종하고 있는 사례들이다.

사람도 톡소플라스마의 영향을 받는다. 감염된 고양이를 만지거나 감염된 동물의 고기를 먹고 사람이 감염된 사례가 종종 보고된다. 일부 환자들은 성격이 변하거나, 정신분열증을 일으키는 등 톡소플라스마에 의해 뇌를 지배당하기도 한다.

과학자들은 이 같은 기생동물에서 새로운 치료제의 아이디어를 얻기 위해 애쓰고 있다. 도파민이나 세르토닌을 과다분비시키는 기생동물의 방식은 인류가 개발해 온 각종 의약품과는 접근 자체가 다르다. 아다모 교수는 "일반적인 의약품은 한 종류의 분자나 유전자를 공략하도록 개발되지만 기생동물은 숙주를 치밀하고 다양한 방식으로 점령한다."면서 "이는 신약 개발을 연구하는 학자들에게는 아주 신기하고도 놀라운 현상"이라고 강조했다.

박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

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