척삭동물문에 속하는 붉은멍게(Halocynthia aurantium)는 우렁쉥이와 같이 유용한 양식 품종으 로 사료되지만, 발생과 생태 등 생물학적 특성에 대해 잘 알려지지 않았다. 본 연구에서는 붉 은멍게 양식을 위한 기초자료를 얻기 위해 강원도 동해 연안에 서식하는 붉은멍게의 배발생을 조사하여 근연종인 우렁쉥이와 비교하였다. 그 결과, 붉은멍게의 수정부터 난할기, 낭배기, 신 경배기의 배아 및 올챙이형 유생의 발달 단계 및 형태가 우렁쉥이와 매우 유사하였다. 붉은멍 게의 수정란은 수온 11℃에서 부화까지 약 42.1시간이 소요되어 우렁쉥이의 40.9시간과 거의 유사하였다. 부화 후 어린개체로 변태하는 데 소요되는 시간도 두 종 사이에서 매우 유사하였 다. 수온 11℃에서 부화한 두 종의 유생은 모두 약 23일이 경과해서 입수공과 출수공이 명확 하게 구분되는 어린개체로 발생하였다. 수온 변화에 따른 발생 속도는 저온에서 느렸고 고온 에서 빠른 결과를 나타냈다. 붉은멍게의 경우는 9℃에서 부화까지 평균 62.3시간, 11℃에서 42.1시간, 13℃에서 36.3시간이 소요되었다. 우렁쉥이의 경우는 평균 60.4시간, 40.9시간, 35.2시 간이 소요되었다. 붉은멍게 배아의 대부분은 수온 15℃ 이상에서 정상적으로 발생이 이루어 지지 않아 종묘생산 과정에 주의가 필요한 것으로 사료된다.

비대칭 세포분열은 분열장치, 세포 표층의 구조, 세포골격의 역동성, 세포골격 관련 단백질 등이 종합적으로 관련된 현상이다. 비대칭 세포분열은 세포질 결정인자 및 세포 내 특정 인자의 분포에 영향을 미쳐 발생을 조절하며, 크기가 서로 다른 딸세포의 형성을 통하여 형태형성을 뒷받침한다. 본 연구는 척삭동물의 기본형으로 알려진 멍게 배에서 미토콘드리아의 비대칭 분포와 이에 영향을 미치는 신호전달에 대하여 조사하였다. 척삭동물에 속하는 멍게는 모자이크 발생을 하는 대표적 동물로 알려져 있으며 초기 발생에서 개체에 따라 난할 패턴이나 할구의 발생운명에 차이를 보이지 않는 특징을 갖는다. 멍게 64세포기 배아를 구성하는 대부분의 할구는 하나의 조직을 형성하도록 발생운명이 결정된다. 멍게 유생의 주요한 중배엽 조직은 척삭, 근육 및 간충직이다. 멍게의 미토콘드리아를 특이적으로 인식하는 단일클론성 항체를 이용하여 발생 과정에서 미토콘드리아의 분포를 조사하였다. A6.2 세포가 분열하여 형성된 A7.3 척삭 전구세포는 언제나 A7.4 신경삭 전구세포에 비하여 세포 크기가 크며, 미토콘드리아가 적게 분포하였다. 또한, B6.2 세포로부터 형성되는 B7.3 간충직 전구세포도 B7.4 근육전구세포에 비하여 적은 미토콘드리아가 분포하였다. 즉, 멍게 초기 배에서 미토콘드리아는 신경삭과 척삭 및 근육과 간충직 전구세포 사이에서 비대칭적인 분포를 보였다. 이러한 미토콘드리아의 비대칭 분포가 어떻게 조절되는지 연구하기 위하여 MEK 신호전달을 억제한 배아에서 미토콘드리아의 분포를 조사하였다. 척삭과 간충직 세포는 내배엽 세포로부터 방출되는 FGF/Ras/MEK 신호전달에 의해 32세포기부터 64세포기 사이에 유도된다. MEK 신호전달이 억제된 배아에서 간충직과 근육 전구세포 사이의 비대칭적인 미토콘드리아의 분포는 정상 배아와 유사하였다. 그러나 척삭과 신경삭 전구세포 사이의 비대칭적인 미토콘드리아의 분포는 방해를 받아 대칭적인 분포를 나타내었다. 다른 동물이나 세포에서 미토콘드리아의 비대칭적인 분포가 어떤 신호에 의하여 조절되는지 현재 명확하지 않다. 특히 발생 과정에서 미토콘드리아의 비대칭적인 수송에 대하여 거의 알려진 바가 없다. 앞으로 멍게에서 이 과정이 어떠한 신호전달에 의하여 조절되는지 매우 흥미로운 연구주제로 사료된다.

원시적인 척삭동물인 멍게에서 초기 배 세포운명은 모성 세포질인자와 유도적 상호작용에 의하여 결정된다. 매우 단순한 구조를 하고 있는 멍게 올챙이형 유생의 주요한 중배엽 조직으로 척삭, 근육 및 간충직이 존재한다. 근육 세포의 형성은 세포의 자율적인 과정으로, 초기 배의 후부 가장자리에 국재하는 모성 macho-1 mRNA에 의하여 근육 세포의 운명이 결정된다. 이에 반하여, 내배엽 전구세포의 유도작용은 척삭과 간충직 세포의 운명결정에 있어서 중요한 역할