고래상어 게놈 해독…노화 연구 실마리

UNIST 게놈기술센터, 인트론 길이-수명 상관관계 있는 것으로 추론

울산과학기술원(UNIST) 게놈산업기술센터(KOGIC)가 세상에서 가장 큰 어류이면서 장수하는 것으로 알려진 고래상어의 게놈(유전체) 정보를 분석했다. 인간의 노화나 진화와 관련한 연구에 중요한 실마리가 될 것으로 기대된다.

게놈산업기술센터는 미국 하버드대, 서울대, 제주대, 게놈 해독과 생명정보 분석 업체인 클리노믹스 등과 공동으로 고래상어의 유전체 정보를 해독·조립·분석한 결과를 국제적인 과학 학술지인 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표했다고 5일 밝혔다.

고래상어는 평균 길이 20m, 무게 42t으로 가장 큰 어류로 알려져 있다. 또 약 100년 동안 살았던 사례가 보고될 정도로 수명이 긴 것으로도 유명하다.

일반적으로 몸집이 큰 생물체는 열 손실을 최소화할 수 있어 수명이 길다고 알려졌지만, 그동안 고래상어의 정확한 장수 원인은 밝혀지지 않았다.

게놈산업기술센터 연구팀은 유전자 길이와 수명 간 상관관계가 있다는 점을 확인했다.

연구팀은 한화 아쿠아플라넷 제주에서 제공한 고래상어 샘플로 표준 게놈을 완성, 이를 84개 생물체의 전장 게놈(whole genome)과 대조했다. 그 결과 고래상어 게놈의 인트론(유전자에서 단백질 합성에 관여하지 않는 부분) 길이가 다른 생물체보다 길다는 점을 규명한 것이다.

고래상어는 다른 생물체보다 염기서열이 반복되는 형태가 많았는데, 특히 규칙성 있는 반복서열이 인트론 부위에서 많이 발견됐다. 이는 인트론 부위가 또 다른 기능을 가질 수 있다는 것을 의미한다.

연구팀은 인트론의 새로운 기능 중 일부가 노화와 관련 있는 것으로 보고 있다.

제1 저자인 박승구 박사는 “고래상어 유전자에는 그 기능이 명확하지 않은 반복서열이 다른 생물 종보다 확연히 많았다”라면서 “아직 밝혀지지 않은 인트론의 기능 중 노화에 영향을 미치는 기능이 있을 것으로 예상한다”고 설명했다.

연구팀은 고래상어와 84종 생명체 게놈을 분석하는 과정에서 고래상어의 표준 게놈을 구축했다. 게놈 해독을 통해 얻은 수십억 개의 짧은 단위 염기서열을 새롭게 조립해 32억개 염기쌍을 가지는 표준 게놈 지도를 만든 것이다.

또 고래상어 신경 관련 유전자들이 긴 인트론을 갖는다는 점을 최초로 규명하면서, 신경 연결성 기능을 갖는 유전자가 다른 유전자보다 길다는 사실도 증명했다. 신경 관련 유전자는 생물 진화에서 매우 중요한 역할을 한다. 보통 신경 관련 유전자들은 길이가 길수록 유전자가 잘 발현되며, 발현 조절도 잘 된다.

이번 연구를 주도한 박종화 교수는 “고래상어 게놈 분석 결과는 고래상어 진화 연구를 넘어 인간을 포함한 다양한 생물 종 노화를 연구하는 것에도 매우 중요한 실마리가 될 것”이라고 평가했다.

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