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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

해달을 따뜻하게 해주는 ‘누수’ 미토콘드리아

미디어위원회
2022-01-13

해달을 따뜻하게 해주는 ‘누수’ 미토콘드리아
(Leaky Mitochondria Keep Sea Otters Warm)

David F. Coppedge


     진화론이 배제된 해달 연구는 사람에게 이득이 될 수 있다.

     많이 먹고도 살찌지 않으면 좋지 않을까? 해달에게 그 비밀이 있을지 모른다.

해달(sea otters)은 포유류 중에서 가장 귀여운 편에 속한다. 해달이 물에 누워 털북숭이 수염 난 얼굴에 미소를 지으며, 굴이나 성게를 바위에 깨어 먹는 모습은 누구라도 좋아할 것이다. 그들을 구경하기 좋은 장소는 캘리포니아의 인기 있는 관광 명소이며, 연구소의 기능을 하고 있는 몬터레이 베이 수족관(Monterey Bay Aquarium)이다.

.해달 어미와 새끼. (Credit: Randy Davis, Creative Commons).


해달의 몸에는 눈에 보이는 것보다 많은 설계가 들어 있다. The Scientist (2021. 12. 13) 지에 게재된 글에서 연구자들은 이 귀엽고 매력적인 생물이 어떻게 그 만의 차가운 물 속에서 따뜻하게 지내는지를 알고 싶었다. 열역학을 알고 있는 과학자들은 해달이 두 가지 문제에 직면한다는 것을 깨달았다: (1) 작은 신체는 열을 더 빨리 잃어버리고, (2) 물은 공기보다 훨씬 빠르게 몸에서 열을 빼앗아간다. 고래나 바다표범과 같은 대부분의 해양 포유류들은 두꺼운 지방층으로 절연하고 있지만, 해달은 그렇지 않다. 그들은 어떻게 추위를 극복하는 것일까?

해달은 따뜻하게 지내기 위한 두 가지 전략을 갖고 있다. 하나는 특별한 유형의 털이다.

해양 포유류 중 가장 작은 해달은 두꺼운 지방층을 갖고 있지 않다. 대신 그들은 평방인치 당 백만 개에 이르는, 포유류 중에서 가장 촘촘한 털(fur)로 단열된다. 그러나 이 털은 정기적으로 손질(grooming)을 해야 하기 때문에, 많은 관리를 필요로 한다. 해달은 하루의 활동 중 약 10%를 그들의 털에 포획된 공기 절연층을 유지하는 것으로 시간을 보낸다.

해달이 털 손질을 하며 행복해 보이는 영상을 본다면, 더욱 귀여워 보일 것이다.


해달의 열역학

다른 전략은 ‘누수’ 미토콘드리아(‘leaky’ mitochondria)를 갖고 있다는 것이다. 미토콘드리아는 음식으로부터 에너지를 생산하는 세포 내의 소기관이다. 기사의 제목은 "해달의 근육은 단순한 움직임 이상의 것이 있다 — 그것은 열을 생산할 수 있다"이다. 그들은 설명한다,

영양소를 ATP로 변환하는 과정은 댐에 저장된 물을 전기로 바꾸는 방식과 유사하다. 댐에서 물이 흘러나올 때, 그것은 발전기와 연결된 터빈을 돌려 전기를 만드는데, 이는 바람이 풍차의 날개를 돌리는 것과 비슷하다. 댐이 누수되면, 일부 물은 손실되어 전기를 만드는 데 사용될 수 없다.

마찬가지로, 누수 미토콘드리아는 영양소로부터 ATP를 만드는데 덜 효율적이다. 미토콘드리아에서 유출된 에너지는 일하는 데에는 사용할 수 없지만, 열을 발생시켜 해달의 몸을 따뜻하게 한다.

회전 날개는 ATP 합성효소(ATP synthase)라고 불리는 정교한 분자기계들이다. (CMI의 영상물을 보라). 양성자 구동력(proton motive force)은 회전 엔진이 6,000rpm으로 회전하게 하여, 회전당 3개의 ATP 분자를 생성한다. ATP는 대부분의 세포 과정에서 보편적으로 사용되는 에너지 통화(energy currency)이다.

그러나 ATP 합성효소는 너무도 훌륭하다. 그것은 인공적 기계와 달리 거의 100% 효율을 갖고 있어서, 양성자로부터 들어오는 모든 에너지가 생성물인 ATP(adenosine triphosphate)를 만드는 데 사용된다. 그러나 해달의 근육에 있는 분자 기계는 한 전략을 갖고 있다 :

해달 근육의 미토콘드리아는 누수가 매우 많이 일어나, 신체적 활동이나 떨림 없이도 근육의 열을 높일 수 있다는 것을 발견했다. 그것은 해달 근육이 비효율적인 것으로부터 멋진 일을 하는 것으로 나타났다. 영양분을 움직임으로 바꾸는 동안, "잃어버린" 에너지는 열이 되어, 추위를 이겨낼 수 있게 해준다.


사람에게 좋은 소식

이 전략이 사람을 위해 사용될 수 있을까? 만약 그렇다면, 우리는 살이 찌지 않고도 많이 먹을 수 있고, 추운 날씨에 따뜻하게 지내기 위해 과도한 칼로리를 사용할 수 있다. 연구자들은 그곳에서 가능성을 보고 있었다.

이것은 사람의 건강에 중요한 영향을 미칠 수 있다. 만약 과학자들이 휴식 중에 골격근의 신진대사를 안전하고 가역적으로 증가시키는 방법을 발견한다면, 의사들은 아마도 환자가 연소할 수 있는 칼로리의 양을 증가시킴으로써, 비만의 상승률을 감소시키는 도구로서 이것을 사용할 수 있을 것이다.

암 환자들은 역과정으로부터(음식으로부터 에너지를 절약하는) 이익을 얻을 수 있다고 연구자들은 지적한다. 심지어 우주비행사들도 적게 먹으면서 긴 여행에서 살아남을 수도 있다는 것이다. 고맙다, 해달들아!

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고마워, 다윈 없는 과학!



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출처 : CEH, 2021. 12. 14.|
주소 : https://crev.info/2021/12/leaky-mitochondria-keep-sea-otters-warm/

번역 : 미디어위원회




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