# 광 수용체로서의 피부 - 멜라놉신(Melanopsin, OPN)에 대하여

지구상에 서식하는 생명체의 대부분은 태양의 빛을 신체 전체로 수용하고 있다. 그러나 광(빛) 시그널의 생체 내에서의 이용은 망막을 통한 광 수용의 기능만으로 인식되어 왔다. 이 이야기에 근거하면 인체의 경우, 신체 표면을 덮고 있는 피부의 표면적은 2㎡¹⁾인 반면, 망막의 면적은 두 눈 모두 약 2,100㎟²⁾이며 신체 표면의 정면만이 광선에 노출됐다고 해도 개체가 수용한 광선의 99.8%는 에너지로서 온도 등으로 변환될 뿐이라는 것이 된다.

한편, 멜라노사이트는 자외선, 특히 UVA에 노출됨으로써 멜라닌 합성이 활성화된다는 것이 오래전부터 밝혀져 왔다. 이것을 피부에서 광 시그널의 세포 내 시그널로의 변환으로 본다 해도 멜라노사이트가 피부 표면 에서 차지하는 비율은 한정되어 있어 피부에서 광신호가 유효하게 생체 시그널로 변환되고 있다고 보기에는 턱없이 부족하다.

그림1 멜라놉신과 Gq의 인체 피부 조직에서 공동 발현

다른 한편으로 생물 중에는 신체 표면에서 수용한 광신호를 세포 내 시그널로 변환하는 종도 적지 않게 존재한다. 어류나 양서류의 일부는 피부 세포에 색소포를 갖고 있어 피부 색조를 환경에 맞추면서 변화시킬수 있다³⁾. 이것은 주로 색소포 세포 내에 존재하는 색소 과립이 세포 내에서의 분포밀도를 변화시키는 것이다.

요약해서 말하자면 세포 내 세포의 중심에서 주변에 걸쳐 나뭇가지 형상으로 길게 둘러쳐진 미세소관 등을 레일로 하여 이러한 레일 상에서 색소를 이동시키고 있다. 색소가 중심부에 집합하면 세포는 희미하게 보이고 세포 내에 넓고 균일하게 분포하면 색조가 짙게 보인다.

이런 색소 이동에 대해서는 다양한 메커니즘이 존재하며 동물 종에 따라 다른 것 같지만 1998년 개구리 색소포에서 광 수용 단백질 중 하나인 멜라놉신(Melanopsin, OPN)이 발견됐다⁴⁾. 처음에 멜라놉신은 색소포 활동에 관여하고 있는 것으로 알려졌지만 그 아미노산 배열에서 망막에서 발현하는 시각물질(Opsin, 옵신) 패밀리에 속하는 무척추동물형의 옵신으로 분류되는 것으로 나타났다.

이후 멜라놉신이 고등 척추동 물의 망막과 뇌 등의 중추신경계에서 발현하고 있는 것이 밝혀졌다.⁵⁾⁶⁾ 또 망막에서 빛을 수용하고 이를 세포내 시그널로 변환한 후 시각 교차 상핵(suprachiasmatic nucleus)에 전달되어 체내 시계를 형성하는 것으로 나타났다⁷⁾. 현재 멜라놉신은 망막과 중추신경계의 체내 시계의 매개체(mediator)로 자리매김하고 있다.