정자를 생산하는 최적의 온도는 약 32~35℃로 정상 체온보다 약간 낮다. 미국 오리건 대학교의 생물 및 분자생물학 연구진은 연구에서 이 정상 범위보다 1℃ 정도 높아지면 남성 출산에 영향을 미칠 수 있다는 것이 밝혀졌다.
열 때문에 생기는 남성 불임 현상은 잘 알려져 있다. 온탕이나 꼭 끼는 의상, 과도한 운전 시간 등과 같은 영향은 광범위하게 연구됐다. 하지만, 정자를 손상하고 수정을 방해하는 근본적인 메커니즘은 완전히 이해되지 않았다.
Diana Libuda 교수는 "인간과 C.엘리건스 모두 비교적 적은 온도 상승으로 남성 출산율을 낮추기에 충분했다"고 밝혔다. 원형 벌레의 일종인 C.엘리건스는 정상보다 온도가 2℃ 상승하면 정자 발달에 영향을 주는 DNA 손상률이 25배 증가했다. 이 정자로 수정된 알은 자손을 낳지 못했다.
남성 하체
사람의 신체에서 가장 작은 세포인 정자는 체온보다 낮은 온도에서 수십억 개가 형성되고 성인 전체 수명 동안 만들어진다. 사람의 몸에서 가장 큰 세포인 난자는 내부에서 형성되고 일정한 온도가 유지되며 태아 발달 기간에 제한된 시간 동안만 만들어진다.
연구 주 저자인 Nicole A. Kurhanewicz는 "정자 발달은 온도 상승에 매우 민감하지만, 난자 발달은 영향을 받지 않는다는 것을 알고 있다"고 말했다. "이 논문에서 제시된 자료는 난자와 정자가 다르게 발전하는 또 다른 방법은 '점핑 유전자'나 트랜스포존이라고도 알려진 이동 DNA 원소가 게놈에서 얼마나 엄격하게 이동하는 능력을 조절하는지, 그리고 그러한 메커니즘이 그 움직임을 막는데 얼마나 열 스트레스에 민감한가 하는 것이다"
트랜스포존은 새로운 위치에 자신을 삽입함으로써 주변을 돌아다니고 유전 정보를 바꾸는 DNA 세그먼트다. 이는 또한 DNA 손상을 그들의 흔적에 남긴다. 이번 연구는 열 트랜스포존에 노출되면 정자 발달에 특히 효과가 있다는 것을 발견했다.
연구팀은 현미경을 이용해 정상 및 열 스트레스 조건에서 정자와 난자가 발달하는 것을 관찰했다. 열 스트레스 조건에서 연구팀은 정자에서 더 많은 양의 DNA 손상을 보았지만, 난자는 그렇지 않았다. 차세대 게놈 시퀀싱을 사용하여 열에 노출되거나 노출되지 않는 전체 게놈에 걸쳐 트랜스포존의 위치를 식별했다.
Kurhanewicz는 "열충격 후 남성 게놈의 새롭고 더 가변적인 위치에서 특정 트랜스포존이 발견된다는 것을 발견했다"고 말했다. 그는 "여기가 흥미진진해지는 곳"이라고 말하며 "변화의 양이 얼마나 나쁜지 결정할 수 있고, 만약 당신이 뜨거운 욕조나 딱 붙는 사각팬티인 복서와 삼각팬티인 브리프를 선택할지 우려한다면, 이러한 유형의 분자 이해는 우리가 확고한 과학적 근거에 대한 논쟁을 재구성할 수 있게 해줄 것이다"고 덧붙였다.
이번 논문은 최신호 커런트 바이올로지(Current Biology) 학술지에 실렸고 Science Daily 등이 보도했다.
