연구에 따르면 사람의 얼굴은 유전적 요인이 아니라 자궁 내 압력에 의해 형성될 수 있다
어머니의 자궁 내에서 발달하는 태아의 신체적 특징은 주로 유전적인 요인에 의해 형성되고 있다고 생각하는 사람이 많습니다. 그런데 유니버시티 칼리지 런던의 연구진이 이끄는 연구팀이 진행한 새로운 연구에서는 '배아가 감지하는 자궁 내 압력'이 얼굴 특징을 형성하는 세포에 영향을 미치는 것으로 나타났습니다.
인간에서는 수정란이 세포분열을 반복하여 배반포(포유류의 초기발생에서 난할기가 끝난 배(胚))라고 하는 둥글게 되고, 이것이 어머니의 자궁에 착상하여 태아가 되어 인간을 형성하는 다양한 구조가 발달됩니다. 2020년 연구에서는 임신 초기에 태아를 덮는 막이 자궁의 압력으로부터 태아를 보호하는 역할을 담당하고 있음이 밝혀지는 등 태아의 발달에는 유전적인 요인뿐만 아니라 기타 외부적 요인이 관련되어 있음도 시사하고 있습니다.
이번에 연구팀은 쥐와 개구리의 배아, 그리고 인간의 배아세포를 결합한 인간배아양체에 외부에서 압력을 가해 배아의 성장이 압력의 차이에 의해 어떤 영향을 받는지를 자세히 조사했습니다.
실험 결과 배아나 인간배양체에 평소보다 높은 수준의 압력을 가하면 뼈나 연골, 신경세포 등으로 분화하는 신경제세포의 세포 신호전달 경로가 방해받는 것으로 밝혀졌습니다. 얼굴의 각 부분은 신경세포에서 유래했기 때문에 자궁 내 압력 상승으로 인해 신경세포의 세포 신호 전달경로가 흐트러지면 안면 기형으로 이어질 위험이 있다고 합니다.
연구팀 분석에서는 신경관련 조직이 발생하는 곳 근처에 있는 난분할(단세포의 수정란이 분열하는 현상, 난분할(卵分割))에 압력이 가해지면 유전자의 전사 인자로 기능하는 YAP라는 단백질의 활성이 저하돼 세포 신호 전달 경로 중 하나인 Wnt 시그널 경로가 손상되는 것으로 나타났습니다.
많은 연구는 배아에 대한 생화학적 요인에 대해 조사한 것이지만, 이번 연구는 기계적 요인이 배아 발달에 미치는 영향에 대한 새로운 통찰을 제공합니다.
유니버시티 칼리지 런던의 신경생물학자 로베르토 메이어는 「우리의 발견은 안면기형이 유전학뿐만 아니라 자궁 내 압력 같은 물리적 단서에 의해서도 영향을 받을 수 있음을 시사합니다. 생물이 압력의 변화를 경험하면, 어머니의 체내의 배아를 포함한 모든 세포가 그것을 감지할 수 있습니다」라고 말하고 있습니다.
또한 이번 연구에서는 자궁 내 압력 변화에 의해 신경제세포의 신호전달 효율이 떨어지는 것은 밝혀졌지만, 그것이 태아에게 어느 정도의 영향을 주는지는 알려져 있지 않습니다. 메이어는 "체내 변화와 환경 압력이 인간 배아의 발육에 어떤 영향을 주는지 이해하기 위해서는 추가 연구가 필요합니다"라고 말했습니다.
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Competence for neural crest induction is controlled by hydrostatic pressure through Yap | Nature Cell Biology
https://www.nature.com/articles/s41556-024-01378-y
Pressure in the womb may influence facial development | UCL News - UCL – University College London
https://www.ucl.ac.uk/news/2024/apr/pressure-womb-may-influence-facial-development
Your Face May Have Been Shaped by Pressure in The Womb, Study Finds : ScienceAlert
https://www.sciencealert.com/your-face-may-have-been-shaped-by-pressure-in-the-womb-study-finds
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