예상치 못한 조직: 새로 발견된 근섬유 구조

작성자: University of Liège2023년 6월 5일

Parophidion vassali의 음파 근육 내의 격자형 구성을 보여주는 종단면입니다. 출처: Marc Thiry/리에주 대학교

연구자들은 지중해에 서식하는 물고기인 Parophidion vassali에서 예상치 못한 새로운 근육 섬유 조직을 발견했습니다. 이 물고기는 많은 물고기와 마찬가지로 특수 근육을 사용하여 소리를 생성합니다. 이것은 근육 수축에 대한 우리의 이해를 바꿀 수 있는 중요한 발견입니다.

리에주 대학교의 과학자인 Eric Parmentier와 Marc Thiry는 지중해 어류인 Parophidion vassali에서 근육 섬유의 독특한 배열을 발견하여 잠재적으로 근육 수축에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으켰습니다. 근섬유 내의 근원섬유의 독특한 네트워크형 구성은 근력을 유지하면서 빠른 수축을 가능하게 합니다. 이 새로운 근육 섬유 구조와 그 기능적 의미를 완전히 이해하려면 추가 연구가 필요합니다.

골격근에 대한 설명의 역사는 세포 생물학 및 미생물학의 선구자인 네덜란드 생물학자 Antoni van Leeuwenhoek의 관찰에서 유래합니다. 그는 1712년 왕립 학회의 Philosophical Transactions에 게재된 기사에서 다음과 같이 보고했습니다. 휴대용 단일 렌즈 현미경을 사용하여 고래의 근육 섬유에 대한 최초의 설명입니다. 1840년에 해부학자 윌리엄 보우먼(William Bowman)은 근육에 대해 보다 정확한 설명을 제공하면서 "교대로 나타나는 밝은 선과 어두운 선의 존재와 배열이 [...] 절묘하고 섬세하며 마무리되어 있다"고 언급했습니다. (이 기사 하단의 근육 섬유 정보를 참조하십시오.)

후속 연구를 통해 근육을 구성하는 다양한 분자의 식별과 근육의 작동 방식에 대한 설명, 특히 1957년 생물물리학자 Andrew Huxley가 제안한 근육 수축 모델을 포함하여 점점 더 명확한 설명이 이루어졌습니다. 지난 300년 동안 , 수많은 연구에서 근육 섬유 조직의 표현을 다른 분류군으로 확장했습니다. 이는 현재까지 연구된 모든 척추 동물 그룹에서 가로무늬근 섬유의 일반적인 조직이 완벽하게 보존되어 있음을 보여줍니다.

그림 1. Parophidion vassali에서 평행 근원섬유가 있는 "고전적인" 골격근과 격자 근원섬유가 있는 음파 근육의 조직 비교. 출처: E.Parmentier/M.Thiry/Université de Liège

However, the proportion of each of these cellular components can vary from one fiber to another, giving these fibers particular contraction properties. For example, a fiber rich in myofibrils with a poorly developed sarcoplasmic reticulum is found in muscles that develop force during contraction. Conversely, fibers low in myofibrils with an abundance of sarcoplasmic reticulum and numerous mitochondria are present in muscles that develop an increased speed of contraction. The fastest muscles are found in the sonic muscles of fish, where certain speciesA species is a group of living organisms that share a set of common characteristics and are able to breed and produce fertile offspring. The concept of a species is important in biology as it is used to classify and organize the diversity of life. There are different ways to define a species, but the most widely accepted one is the biological species concept, which defines a species as a group of organisms that can interbreed and produce viable offspring in nature. This definition is widely used in evolutionary biology and ecology to identify and classify living organisms." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">종은 100~300Hz의 주파수, 즉 초당 100~300회의 수축/이완 주기로 수축하는 근육을 사용하여 소리를 생성합니다.

Functional and Evolutionary Morphology Laboratory와 Cell and Tissue Biology Laboratory가 협력하여 수행한 최근 연구에서는 어류 Parophidion vassali의 음파 근육 섬유 내 근원섬유의 새로운 배열이 밝혀졌습니다. 근원섬유는 병렬로 배열되기보다는 근육 섬유 내에서 거대한 네트워크를 형성한다고 리에주 대학 기능 및 진화 형태학 연구소 소장인 Eric Parmentier 교수는 설명합니다.