[와우! 과학] 모기 퇴치 가능할까…암모기를 수모기로 성전환 성공

모기는 피를 빨 때 피가 굳지 않게 하려고 타액을 주입한다. 이는 가려움을 유발하기도 하지만 일본뇌염이나 말라리아, 뎅기열 또는 지카바이러스 등 전염병에 걸리게 하는 원인이 된다. 이 때문에 해마다 전 세계에서는 수많은 사람이 목숨을 잃고 만다. 이에 따라 과학자들은 피를 빠는 암모기를 수컷으로 강제 성전환하는 방법을 찾기 위해 노력했고 5년 전인 2015년 수모기에만 전해지는 닉스(Nix) 유전자가 모기의 성별을 결정한다는 사실을 밝혀냈다.

그런데 최근 이들 연구자는 닉스 유전자를 암모기 체내에 집어넣음으로써 성별을 수컷으로 바꾸는 방법을 알아냈다. 즉 이를 사용하면 암모기 수를 줄여 많은 사람의 생명을 구할 수 있다는 것이다.

버지니아공대 등 국제연구진은 세계 여러 나라에서 서식하는 이집트숲모기(학명 Aedes aegypti)를 성전환 대상으로 삼았다. 이들 모기는 아직 우리나라에 유입되지 않았다고 알려졌지만, 지카바이러스와 뎅기열 그리고 황열을 주로 옮긴다.

이들 연구자에 따르면, 이집트숲모기의 수컷은 이른바 엠 로커스(M locus)라고 하는 수컷 결정 유전자자리(male-determining locus) 때문에 확정되며 거기에는 약 30개의 유전자가 있다. 그중 닉스 유전자야말로 수컷을 결정하는 인자라는 것이다. 이는 사람의 경우 남성에게만 Y염색체가 유전되는 것과 같다.

이전 연구에서는 닉스 유전자를 암컷의 생식기에 주입하는 방식으로 약 3분의 2에서 수컷 생식기를 발달하게 했다. 하지만 이 방식으로 성전환한 수컷에게 생식 능력이 있는지는 알 수 없었다.

하지만 이번 연구로 닉스 유전자를 암컷 결정 유전자자리에 집어넣음으로써 생식 능력이 있는 수모기로 바꿀 수 있다는 것이 확인됐다. 연구자들은 실험실 안에서 성전환한 수모기를 여러 마리 만들어내 세대 간 유전자의 전달 방식을 조사했다. 그 결과, 성전환한 수컷은 야생 암컷과 짝짓기하면 역시 성전환한 수컷 자손을 만들 수 있는 것으로 나타났다. 수컷 자손은 닉스 유전자의 복제를 독자적으로 발현했으며 이는 오랜 세대에 걸쳐 안정적으로 유전됐다. 즉, 성전환한 수컷을 야생에 방사하면 정기적으로 유전자를 조작한 수컷을 투입하지 않아도 저절로 닉스 유전자를 유전시키는 수컷이 늘어난다는 것이다.

반면 해결해야 할 문제도 확인됐다. 성전환한 수모기가 모두 비행 능력을 잃은 것이다. 분석 결과, 엠 로커스에 포함되는 미오성(myo-sex)이라는 유전자가 빠져 있는 것으로 나타났다. 야생 수컷에게서 미오성 유전자만을 비활성화하는 실험을 진행한 결과 역시 하늘을 날 수 없다는 것이 확인됐다. 이런 문제를 해결하기 위해 성전환한 수컷에게 다시 미오 성 유전자를 집어넣었다. 그 결과, 비행 능력을 완벽하게 회복한 것으로 나타났다.

비행 능력은 먹이를 찾아다니거나 짝짓기를 하고 또는 천적에게서 달아날 때 필요하므로 닉스 유전자의 확산을 위해서는 빼놓을 수 없는 것이다. 물론 성정환한 수모기를 야생에 방사하려면 아직 연구를 더 해야 하지만, 자연이나 생태계에 해가 없다면 실용화할 날도 그리 머지않았을지도 모른다.

자세한 연구 결과는 미국립과학원회보(PNAS) 최신호(7월 13일자)에 실렸다.

사진=123rf

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr