실험에 사용된 스몰트 단계의 대서양연어. KIOST 제공냉수성 어종인 연어도 여름철 고수온에 더위를 먹는다는 연구 결과가 나왔다.
한국해양과학기술원(KIOST)은 강혜민 박사 연구팀이 고수온에 노출된 연어에서 간 기능 저하와 열에 대응하는 유전자 발현 증가가 민물과 바닷물 모두에서 나타난 것을 확인했다고 15일 밝혔다.
이번 연구는 어린 연어를 민물과 바닷물로 나눠 같은 조건에서 키우며 고수온에 어떻게 반응하는지를 비교했다. 연어는 바다로 가기 전 바닷물에 적응할 수 있도록 강에서 몸의 기능을 바꾸는데, 이 시기 어린 연어를 '스몰트'라고 부른다. 이 시기에는 몸속 기능이 크게 바뀌기 때문에 수온 변화 등 외부 환경 변화에 많은 영향을 받는다.
연구팀은 스몰트 단계인 대서양연어 192마리를 민물 수조 4개와 바닷물 수조 4개에 나눠 넣고, 수조별 수온을 14도·18도·22도·26도로 설정했다. 연어가 잘 자라는 온도인 14도를 기준으로 삼고, 나머지 수조는 수온을 시간당 1도씩 올려 급격한 수온 상승을 재현했다. 목표 온도에 도달한 뒤에는 5일간 변화를 관찰했다.
실험 결과, 14도 수조에 있는 연어만 체중이 늘었고 18도 이상 수조는 체중 변화가 없었다. 26도에서는 민물과 바닷물 수조 모두 일부 개체가 폐사했다. 연구팀은 급격한 수온 상승이 어린 연어의 성장과 생존에 영향을 미친 것으로 분석했다.
연구 실험 현장. KIOST 제공
혈액 분석에서는 간 기능 이상 징후가 나타났다. 26도 민물에서 키운 연어는 간 손상 지표인 ALT 수치가 크게 높아졌다. 민물과 바닷물 수조 모두 혈중 단백질 수치는 줄었다. 연구팀은 고수온이 간에 부담을 주면서 에너지 대사에 영향을 미친 것으로 연구팀은 해석했다.
연어 몸을 보호하는 유전자 반응도 활발해졌다. 단백질은 열을 받으면 구조가 변형된다. 변형된 단백질을 복구하는 열충격단백질을 만드는 유전자인 'HSP90'의 발현이 26도에서 크게 늘었다. 14도 대비 민물 약 16배, 바닷물은 약 8.5배 높았다. 세포 손상의 원인인 활성산소를 제거하는 향산화 효소 유전자 'GPX' 발현도 함께 늘었다. 이에 대해 연구팀은 연어가 고수온에 대응하기 위해 체내 방어 기능을 강화한 것으로 분석했다.
단 이번 연구는 어린 대서양연어를 대상으로 최대 5일간 반응을 분석한 단기 실험이다. 26도에서 나타난 폐사와 생리적 변화를 모든 연어에 그대로 적용하기는 어렵고, 다양한 환경 조건에서 추가 검증이 필요하다.
강 박사는 "이번 연구에서 확인한 지표들은 민물과 바닷물 모두에서 수온이 오를 때 함께 변화했다. 민물에서 키우다 바다로 옮기는 연어 양식 전 과정에서 고수온 스트레스를 점검하는 지표로 활용할 수 있을 것"이라고 설명했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 '저널 오브 서멀 바이올로지(Journal of Thermal Biology)'에 게재됐다.
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