달팽이는 어떻게 점액을 원하는 대로 조절할까?
- 기초과학 / 문광주 기자 / 2026-08-08 10:16:36
4분 읽기
- 모든 점액 유형은 주로 물과 뮤신이라고 알려진 당단백질로 구성
- 다섯 가지 유형의 점액:이동하는 데 사용하는 활주 점액, 접착 점액, 껍데기를 보호하는 석회질 막인 에피프라그마를 형성하는 보호 점액, 그리고 두 가지 유형의 방어 점액
- "달팽이 점액은 상처 치유나 약물 전달 등 다양한 지속 가능한 응용 분야에 영감을 줄 수 있다
텃밭에서 달팽이 점액 자국을 발견한 사람은 대개 썩 내키지 않는 심정일 것이다. 정성껏 가꾼 상추, 무, 기타 채소들이 망가진 흔적을 발견하기 쉽기 때문이다. 하지만 자세히 살펴보면 달팽이 점액은 놀랍도록 다재다능한 초신성 소재라는 것을 알 수 있다. 포츠담에 있는 막스 플랑크 콜로이드 및 계면 연구소의 마리엘라 가블러(Mariella Gabler)가 이끄는 연구팀은 "달팽이 점액은 상처 치유나 약물 전달 등 다양한 지속 가능한 응용 분야에 영감을 줄 수 있다"고 설명하며, "현재 상업적으로도 큰 관심을 받고 있다"고 덧붙였다.
윤활, 접착, 보호 및 방어
우리는 보통 점액을 끈적하고 미끈거리는 물질로 생각한다. 하지만 달팽이의 점액은 그보다 훨씬 다양한 기능을 지니고 있다. 가블러와 그의 동료들은 "달팽이는 윤활, 접착, 보호 및 방어를 포함하여 매우 다양하고 때로는 상반되는 기능을 수행하는 여러 가지 점액 기반 물질을 만들어낸다"고 보고했다.
이번 연구에서 연구팀은 독일에서 흔히 볼 수 있는 숲달팽이(Cepaea nemoralis)가 만들어내는 다섯 가지 유형의 점액을 조사했다. 여기에는 달팽이가 이동하는 데 사용하는 활주 점액, 표면에 단단히 고정하는 데 사용하는 접착 점액, 껍데기를 보호하는 석회질 막인 에피프라그마를 형성하는 보호 점액, 그리고 두 가지 유형의 방어 점액이 포함된다. 방어 점액 중 하나는 노랗고 끈적거리는 반면, 다른 하나는 수많은 작은 기포로 구성되어 있으며 작은 침입자를 가두어 껍데기 밖으로 씻어내는 역할을 하는 것으로 추정된다.
현미경으로 본 점액의 종류
연구진은 "각 점액 유형은 점액 물질이 처리되는 방식에 따라 독특하고 복잡한 계층 구조를 나타낸다"고 보고했다. 모든 점액 유형은 주로 물과 뮤신이라고 알려진 당단백질로 구성된다. 연구팀은 또한 달팽이가 콜라겐과 칼슘을 사용하여 점액 구조를 형성한다는 사실을 발견했다. 점액의 다양한 특성은 단백질의 비율과 구성, 칼슘 농도, 그리고 분비 과정에서의 처리 방식에 따라 결정된다.
예를 들어, 노란색과 거품형 방어 점액은 단백질 구성이 유사하지만, 거품형 점액의 총 단백질 함량은 0.6%에 불과하여 노란색 점액의 4%보다 훨씬 낮다. 가블러와 동료 연구진은 "달팽이가 거품형 점액을 생성하기 위해 분수공을 통해 공기를 불어넣는 것을 관찰했다"고 설명했다.
칼슘이 점액 특성에 미치는 영향
연구진은 안정적인 보호 점액에서 가장 높은 칼슘 함량을 발견했다. 칼슘은 다른 유형의 점액에서도 중요한 역할을 한다. 연구팀이 발견한 바에 따르면, 이 원소는 분비샘 조직에 비결정형 탄산칼슘 형태로 저장되어 있다가 점액과 함께 활발하게 분비된다. 습윤 점액에서는 이온 공급원으로서 가교 결합을 촉진하는 역할을 하고, 건조 점액에서는 점성을 높이는 무기질 전구체를 형성한다. "따라서 비정질 탄산칼슘은 점액의 특성을 조절하는 역할을 한다"고 가블러 연구팀은 밝혔다.
이번 연구 결과는 칼슘과 단백질 함량에 따라 매우 다양한 특성을 나타낼 수 있는 점탄성 물질의 다재다능함을 밝혀준다.
출처: Mariella Gabler (Max Planck Institute of Colloids and Interfaces, Potsdam) et al., Science, doi: 10.1126/science.adx7367
- 모든 점액 유형은 주로 물과 뮤신이라고 알려진 당단백질로 구성
- 다섯 가지 유형의 점액:이동하는 데 사용하는 활주 점액, 접착 점액, 껍데기를 보호하는 석회질 막인 에피프라그마를 형성하는 보호 점액, 그리고 두 가지 유형의 방어 점액
- "달팽이 점액은 상처 치유나 약물 전달 등 다양한 지속 가능한 응용 분야에 영감을 줄 수 있다
달팽이는 어떻게 점액을 원하는 대로 조절할까?
미끄럽거나, 끈적이거나, 단단하거나:
달팽이는 점액을 이용해 미끄러지듯 움직이거나, 표면에 달라붙거나, 스스로를 보호하는 등 다양한 특성을 만들어낼 수 있다. 어떻게 이런 능력을 발휘하는 걸까? 여러 종류의 달팽이 점액을 분석한 결과, 단백질의 구성과 비율이 핵심적인 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다. 칼슘 또한 중요한 요소다. 이 연구 결과는 새로운 생명공학 소재 개발에 영감을 줄 수 있을 것이다.
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| ▲ 아주 작고 날씬한 달팽이: 독일에서 흔히 볼 수 있는 숲달팽이는 최소 다섯 가지 종류의 점액을 분비한다. 주로 죽은 식물체를 먹고 산다. · 사진: © 막스 플랑크 콜로이드 및 계면 연구소 |
텃밭에서 달팽이 점액 자국을 발견한 사람은 대개 썩 내키지 않는 심정일 것이다. 정성껏 가꾼 상추, 무, 기타 채소들이 망가진 흔적을 발견하기 쉽기 때문이다. 하지만 자세히 살펴보면 달팽이 점액은 놀랍도록 다재다능한 초신성 소재라는 것을 알 수 있다. 포츠담에 있는 막스 플랑크 콜로이드 및 계면 연구소의 마리엘라 가블러(Mariella Gabler)가 이끄는 연구팀은 "달팽이 점액은 상처 치유나 약물 전달 등 다양한 지속 가능한 응용 분야에 영감을 줄 수 있다"고 설명하며, "현재 상업적으로도 큰 관심을 받고 있다"고 덧붙였다.
윤활, 접착, 보호 및 방어
우리는 보통 점액을 끈적하고 미끈거리는 물질로 생각한다. 하지만 달팽이의 점액은 그보다 훨씬 다양한 기능을 지니고 있다. 가블러와 그의 동료들은 "달팽이는 윤활, 접착, 보호 및 방어를 포함하여 매우 다양하고 때로는 상반되는 기능을 수행하는 여러 가지 점액 기반 물질을 만들어낸다"고 보고했다.
이번 연구에서 연구팀은 독일에서 흔히 볼 수 있는 숲달팽이(Cepaea nemoralis)가 만들어내는 다섯 가지 유형의 점액을 조사했다. 여기에는 달팽이가 이동하는 데 사용하는 활주 점액, 표면에 단단히 고정하는 데 사용하는 접착 점액, 껍데기를 보호하는 석회질 막인 에피프라그마를 형성하는 보호 점액, 그리고 두 가지 유형의 방어 점액이 포함된다. 방어 점액 중 하나는 노랗고 끈적거리는 반면, 다른 하나는 수많은 작은 기포로 구성되어 있으며 작은 침입자를 가두어 껍데기 밖으로 씻어내는 역할을 하는 것으로 추정된다.
현미경으로 본 점액의 종류
연구진은 "각 점액 유형은 점액 물질이 처리되는 방식에 따라 독특하고 복잡한 계층 구조를 나타낸다"고 보고했다. 모든 점액 유형은 주로 물과 뮤신이라고 알려진 당단백질로 구성된다. 연구팀은 또한 달팽이가 콜라겐과 칼슘을 사용하여 점액 구조를 형성한다는 사실을 발견했다. 점액의 다양한 특성은 단백질의 비율과 구성, 칼슘 농도, 그리고 분비 과정에서의 처리 방식에 따라 결정된다.
예를 들어, 노란색과 거품형 방어 점액은 단백질 구성이 유사하지만, 거품형 점액의 총 단백질 함량은 0.6%에 불과하여 노란색 점액의 4%보다 훨씬 낮다. 가블러와 동료 연구진은 "달팽이가 거품형 점액을 생성하기 위해 분수공을 통해 공기를 불어넣는 것을 관찰했다"고 설명했다.
칼슘이 점액 특성에 미치는 영향
연구진은 안정적인 보호 점액에서 가장 높은 칼슘 함량을 발견했다. 칼슘은 다른 유형의 점액에서도 중요한 역할을 한다. 연구팀이 발견한 바에 따르면, 이 원소는 분비샘 조직에 비결정형 탄산칼슘 형태로 저장되어 있다가 점액과 함께 활발하게 분비된다. 습윤 점액에서는 이온 공급원으로서 가교 결합을 촉진하는 역할을 하고, 건조 점액에서는 점성을 높이는 무기질 전구체를 형성한다. "따라서 비정질 탄산칼슘은 점액의 특성을 조절하는 역할을 한다"고 가블러 연구팀은 밝혔다.
이번 연구 결과는 칼슘과 단백질 함량에 따라 매우 다양한 특성을 나타낼 수 있는 점탄성 물질의 다재다능함을 밝혀준다.
출처: Mariella Gabler (Max Planck Institute of Colloids and Interfaces, Potsdam) et al., Science, doi: 10.1126/science.adx7367
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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