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모기, 자기 공격한 사람의 냄새 기억한다


▲ 출처=플리커

여름 밤 모기를 잡으려다 놓치면 더 찝찝한 기분이 든다. 하지만 모기를 못 잡았다고 해서 아쉬워할 필요가 없다는 연구 결과가 발표됐다. 모기들이 자기를 공격한 사람의 냄새를 기억해 이후에는 그 사람을 피하려 한다는 것이다. 여기에는 도파민이 중심 역할을 했다.

미국 버지니아 폴리테크닉 주립대학 연구팀은 모기는 학습 속도가 매우 빨라 숙주의 냄새를 기억할 수 있어, 이 정보를 다른 자극과 혼합해 특정 척추동물을 선호하게 된다고 설명했다. 또한 모기는 혐오 학습 능력이 있다고 설명했다.

연구팀은 암컷 이집트 숲모기가 사람의 냄새를 포함한 여러 가지 냄새들을 불쾌한 진동이나 충격과 연관시키도록 훈련했다. 그리고 이튿날 Y-미로 후각측정기를 활용해 이 모기의 기억력을 검사했다. 연구팀은 모기가 위로 날아 올라 사람 냄새 중 선호하는 냄새와 혐오하는 냄새를 고르도록 했다. 그 결과 모기는 불쾌한 경험과 연관된 냄새를 피하는 행동을 보였다.

이후 연구팀은 ‘유전자 가위’로 알려진 유전자 편집기술인 크리스퍼(CRISPR)와 RNA 간섭(RNA interference, RNAi)을 활용하고 종합적인 접근법을 적용해 모기의 혐오 학습의 중심 매개체는 도파민이라는 사실을 알아냈다. 

연구팀은 모기에게 헬멧을 씌우고 후각 통합에 관여하는 뇌 영역을 집중 조사했다. 헬멧은 뇌 활동을 관찰하고 기록하는 역할을 했다. 그리고 모기를 곤충 비행 시뮬레이터에 넣고 각기 다른 냄새에 노출시켰다. 테스트 결과, 후각 정보가 처리되는 뇌 영역의 뉴런 활동을 도파민이 조절하는 것으로 나타났다. 이로 인해 모기가 각기 다른 냄새를 구별하고 기억하는 것이 가능했다.

연구팀은 모기의 이러한 학습 능력과 선호도를 연구하면, 모기 퇴치를 위한 과학 발전에 도움이 될 것이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’(Current Biology)에 발표됐다.

암컷 모기는 안테나, 튜브 같은 주둥이, 촉수로 이뤄진 고도로 민감한 코를 갖고 있으며, 사람의 냄새만을 감지해내는 두 번째 코를 가진 모기도 있다. 모기가 말라리아에 감염된 사람을 특히 좋아한다는 연구 결과도 있다. 

한편 미국 워싱턴대학 연구팀은 모기의 선호 행태가 학습될 수 있는 것인지 연구했다. 연구팀은 공기 중으로 후려치는 사람의 손에 가까이 있으면 느끼게 되는 충격을 기계적으로 재현해 이러한 충격을 쥐와 닭의 냄새와 연관시키도록 모기를 훈련했다. 후속 테스트에서 모기는 쥐는 멀리 했으나 여전히 닭은 멀리하지 않았다.

이 연구팀 또한 이러한 행동의 기저에는 도파민의 작용이 있을 것이란 가설을 세우고, 유전자 조작을 통해 모기에게서 도파민 수용체를 제거하고 다양한 냄새에 노출시켰다. 그리고 모기를 날지 못하게 한 후 모기의 뇌에서 후각을 담당하는 뉴런의 활동을 측정했다. 테스트 결과, 도파민 수용체가 제거된 이 모기들의 뇌에서는 냄새 자극에도 뉴런이 별다른 활동을 보이지 않았다. 이는 모기의 뇌에서 냄새 정보를 처리하고 학습하는 데 있어 도파민 수용체가 중심 역할을 한다는 의미다.

연구팀은 모기가 자기를 공격한 사람을 24시간 동안 피해 다녔으나, 같은 공간에 다른 사람이 들어오자 그를 물려 했으며 하루가 지나자 자기를 공격한 사람도 물려 했다고 전했다.

이번 연구 결과 또한 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’(Current Biology)에 발표됐다.

[메디컬리포트=김선미 기자]


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