이탈리아 과학자 중심 7개국 국제 공동연구팀
참문어, 캘리포니아 두점박이 문어 뇌 게놈 분석
사람의 해마에 있는 LINE 게놈 문어에서도 발견

기억을 잘 못하거나 머리회전이 느린 사람을 ‘새 대가리’나 ‘문어 대가리’라고 부르는 경우가 있다. 그러나 많은 과학 연구에 따르면 새들이 사람이 생각하는 것처럼 머리가 나쁘지 않다. 문어가 머리가 나쁘다는 것도 근거 없는 편견이라는 연구 결과가 나왔다.

이탈리아, 독일, 스웨덴, 인도, 미국, 일본, 오스트리아 7개국 연구진으로 구성된 국제 공동연구팀은 문어의 뇌가 인간의 뇌와 분자적 유사성을 갖고 있다고 27일 밝혔다. 이번 연구에는 이탈리아 안톤 돈 동물학연구소, 이탈리아공과대(IIT) 중앙RNA연구실, 국제고등연구소(SISSA), 독일 마인츠 분자생물학 연구소, 퀼른대, 하이델베르크 유럽분자생물학연구소(EMBL), 스웨덴 린쉐핑대, 인도 벵갈루루 스트랜드 생명과학, 스위스 분자·임상안과학 연구소, 미국 해양생물학연구소(MBL), 일본 오키나와 과학기술대학원대학교, 오스트리아 빈대학 과학자들이 참여했다. 이번 연구 결과는 영국의학회에서 발행하는 생명과학 분야 국제학술지 ‘BMC 생물학’ 6월 25일자에 실렸다.

한국에서 문어는 몸 속에 먹물을 갖고 있다고 해서 글을 아는 물고기라는 뜻의 ‘文魚’로 불리며 양반들이 먹는 물고기로 알려졌다. 사실 문어는 무척추동물 중 가장 복잡한 뇌를 갖고 있다. 장기기억과 단기기억이 있어 어떤 문제를 해결하면 기억하고 있다가 비슷한 문제가 발생하면 쉽게 해결한다. 또 시행착오를 통해 새로운 사실을 추론하고 익히는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 인지능력에 있어서는 무척추동물보다는 척추동물에 가깝다는 평가를 받고 있다.

연구팀은 우리가 흔히 문어라고 부르는 참문어(Octopus vulgaris)와 캘리포니아 두점박이 문어(Octopus bimaculoides) 뇌 게놈을 분석했다. 그 결과, 게놈 전이인자가 비슷하다는 것을 발견했다. 게놈 전이인자는 유전체 내에서 위치를 바꿀 수 있는 DNA 염기서열이다. DNA는 염색체 내 한 쪽에 고정돼 있지만 전이인자는 다른 쪽으로 이동이 가능하다. 이 때문에 전이인자를 점핑유전자라고 부르기도 한다. 전이인자는 모든 생명체에 존재하고 있는데 자연적 돌연변이를 일으키는 원인이면서 진화와 적응을 돕기도 한다. 사람의 게놈 중 45%가 바로 이 전이인자로 구성돼 있는 것으로 알려져 있다.

전이인자 중에는 뇌에 있는 ‘긴반복염기순서’(LINE)가 있다. 최근 연구에 따르면 LINE는 뇌 인지와 기억 능력과 연관돼 있는 것으로 알려져 있으며 기억과 학습에 관여하는 해마 부분에서 많이 발견된다. 연구팀은 이번에 사람과 똑같이 문어의 뇌에서도 LINE를 발견했으며 사람의 해마와 비슷한 수직엽이라는 부분에 특히 많이 존재한다는 것을 확인했다.

레모 산게스 이탈리아 IIT 교수는 “유전적으로 거리가 먼 생물에서 비슷한 기능을 갖는 분자 물질을 발견한 이번 연구는 수렴진화의 대표적 사례”라며 “지능의 진화 연구에 도움을 줄 것”이라고 설명했다.