거북이는 동면을 하는 것으로 잘 알려져 있지만 동면 장소로 연못이나 호수 아래를 선택하는 건 별로 알려져 있지 않다. 거북이는 산소 없이도 6개월까지 생존할 수 있어 물속이 안전하다는 게 이유지만 거북이의 무산소로 살 수 있는 능력을 인간에게도 응용할 수 있을 가능성이 있다고 생각하는 연구자들이 있다.
거북이는 부화까지 환경에 산소가 적을수록 성인이 됐을 때 저산소에서도 살 수 있게 되는 것으로 알려져 있다. 멘체스터대학 연구팀은 이런 구조를 분석하기 위해 야외에서 수집한 알을 실제로 산소 농도 10% 저산소 상태에서 부화시켜 성체 심장을 조사하는 실험을 실시했다. 산소농도 10% 환경은 바다 속 알 부화 상황을 본뜬 것이다. 또 대조군으로 산소 농도 21%에서 부화한 것도 준비했다.
서로 다른 조건에서 태어난 거북이는 생후 15개월에서 24개월이 될 때까지 일반 대기와 같은 산소 농도 환경에서 사육하고 심장에서 심근세포만 추출해 세포 내 칼슘, pH, 활성산소 등 저산소 내성 관련 성분을 분석했다.
분석 결과 저산소 하에서 부화한 거북이의 심근세포는 무산소 상태에서도 일반 대기와 마찬가지로 움직이는 걸 발견했다. 또 포유류 등에선 산소 농도가 급격하게 상승하는 경우 세포 조직 손상이 보이는 것으로 알려졌지만 저산소에서 부화한 거북이의 심근 세포는 산소 농도가 급격하게 상승해도 세포 조직이 손상되지 않는 걸 알게 됐다고 한다.
연구팀은 저산소 환경에서 부화한 거북이의 지놈에는 후생유전학(epigenetics)적 변화가 생긴 것으로 보고 있다. 연구팀은 거북이와 인간의 심근세포는 해부학적으로 가까워 거북이가 산소 없이 해결할 수 있는 경우 인간에게도 적용할 수 있을 것으로 보고 있다. 인간의 심장이 산소 결핍에 견딜 수 있게 된다면 심장마비에 의해 심근세포에 공급되는 산소가 끊겨도 문제없이 지내거나 장기를 이식할 때 장기 손상을 억제할 수 있을 가능성도 있다는 설명이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.