인간의 뇌, 유인원보다 큰 이유…'유전자 스위치' 달랐다

인간의 뇌가 다른 유인원보다 큰 이유는 새로운 유전자가 아닌, 공유된 유전자를 사용하는 방식의 차이 때문이라는 연구 결과가 나왔다.

독일 드레스덴 공과대학교(TUD) 마라이케 알베르트 교수 연구팀은 인간과 침팬지, 고릴라의 뇌 오가노이드를 비교 분석해 이 같은 사실을 확인했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 게재됐다.

연구팀은 줄기세포를 이용해 뇌의 초기 발달 단계를 모사하는 3차원 조직 구조물인 뇌 오가노이드를 배양했다. 윤리적 문제로 유인원의 실제 뇌 발생 조직을 연구에 사용할 수 없었기 때문이다.

인간의 유전체는 침팬지, 고릴라와 98~99% 동일하다. 연구팀은 뇌 오가노이드의 신경줄기세포에서 유전자 활성을 분석한 결과, 인간에게서 다르게 작동하는 '유전자 스위치'들을 발견했다.

유전자 스위치는 특정 유전자의 활성도를 조절하는 짧은 DNA 서열이다. 연구팀은 인간의 신경줄기세포에서 침팬지나 고릴라보다 더 활성화된 스위치를 약 600개 찾아냈다.

이 스위치들은 세포가 길고 가지가 많은 돌기를 성장시키는 데 관여하는 유전자들을 조절했다. 연구팀이 인간 오가노이드에서 관련 유전자 2개의 스위치를 끄자 줄기세포의 가지가 줄고 뉴런(신경세포) 생성이 감소했다.

연구에 따르면 가지가 더 많은 줄기세포는 주변 신호를 더 많이 받아들여 더 자주 분열하고, 이는 더 많은 뉴런 생산으로 이어진다. 결과적으로 뇌의 크기가 커지는 것이다.

알베르트 교수는 "인간의 뇌가 특별한 것은 반드시 다른 유전자 때문이 아니다"라며 "유인원과 거의 동일한 유전자 도구 상자를 사용하지만, 설정값이 다를 뿐"이라고 설명했다.