사이언스타임즈

약 1억 1000만 년 동안의 진화를 거쳐온 모든 포유류 족 80% 이상의 전장 유전체가 비교 분석됐다.

스웨덴 웁살라대와 미국 MIT-하버드 브로드 연구소가 이끄는 주노미아 프로젝트(Zoonomia Project) 국제 연구 컨소시엄이 240개의 포유류 유전체 데이터를 분석해냄으로써 전례 없는 규모로 포유류의 다양성을 포착하는 한편, DNA에서 중요한 유전자 위치를 손쉽게 식별할 수 있게 됐다.

연구팀은 이번에 새로 분석한 130개 포유류 유전체 염기서열과 기존에 분석된 110개 포유류 유전체를 합쳐서 대규모 연구를 수행했다.

주노미아 프로젝트 웹사이트를 통해 제한 없이 공개되는 이 새로운 정보는 인체 질병 돌연변이에 대한 연구와 함께 멸종 위기에 처한 종을 가장 잘 보존할 수 있는 방법 연구에 큰 도움이 될 것으로 평가된다.

이 연구는 과학 저널 ‘네이처(Nature)’ 11일 자에 발표됐다.

주노미아 프로젝트(Zoonomia Project) 국제 연구 컨소시엄이 240개의 포유류 유전체 데이터를 분석해냄으로써 전례 없는 규모로 포유류의 다양성을 포착하는 한편, DNA에서 중요한 유전자 위치를 손쉽게 식별할 수 있게 됐다. © Susanna Hamilton

주노미아 프로젝트는 2006년 포유류 게놈 시퀀싱으로 시작돼 2015년 인간과 같은 생리적 기능을 수행할 수 있는 종의 게놈 탐색 작업으로 확장됐다.

이번 연구에서는 세계 28개 기관과 협력해 게놈 분석용 표본을 수집했고, 미국 샌디에이고 동물원의 프로즌 동물원(Frozen Zoo)에서 거의 절반의 표본을 제공했다.

연구팀은 의학적, 생물학적 관심이 높고 생물다양성 보존과 관련이 있는 종에 초점을 맞추고, 대표적인 게놈을 가진 포유류 족 비율을 49%에서 82%로 늘렸다.

인체 질병 돌연변이 식별에 도움

과학자들과 의사들은 어떤 돌연변이가 암이나 심장병, 조현병을 일으키는지를 파악하려고 할 때 많은 환자들의 유전체를 비교해 대조군과 일치되는 곳을 찾는다.

이들은 종종 질병에 취약한 곳으로 여겨지는 수십 혹은 수백 군데의 위치를 확인한다. 이 영역들은 일반적으로 유전자와 겹치지 않고, 유전자 바깥에 위치한다. 각각의 영역에는 수백 개의 돌연변이가 포함될 수 있어 그중에서 질병에 취약한 곳을 콕 집어내기가 쉽지 않다.

과학 저널 ‘네이처(Nature)’ 11일 자에 발표된 논문. © Springer Nature

진화하는 동안 DNA에서 대부분의 위치는 무작위로 여러 번 돌연변이를 일으킨다. 첫 번째 포유류가 등장한 지 1억 년 동안 어떤 한 위치가 바뀌지 않았다면 그 특정 위치는 유전체에서 중요한 기능을 할 가능성이 매우 높다.

이 진화적 제약(evolutionary constraint)이란 개념의 도움으로, 유전자가 언제 어디서 얼마나 많은 단백질을 만들 것인지를 제어하는 조절 요소를 찾기가 훨씬 쉬워졌다.

웁살라대와 스웨덴 국립 사이라이프랩(SciLifeLab) 및 MIT-하버드 브로드 연구소에 적을 두고 이 프로젝트를 주도한 셰르스틴 린드블라드-토(Kerstin Lindblad-Toh) 비교유전체학 교수는 “240종의 포유류 게놈을 비교하면 유전학자들이 인체에서 질병을 일으키는 돌연변이를 식별하는 데 도움이 될 것”이라고 밝혔다.

주노미아 데이터는 많은 포유류 종에서 코로나19 원인 바이러스인 SARS-CoV-2 감염 위험을 평가하는 데도 도움을 주었다. 연구팀은 SARS-CoV-2의 저장고 혹은 중간 숙주가 될 가능성이 높은 47종의 포유류를 확인했다.

스웨덴 웁살라대와 MIT-하버드 브로드 연구소에 적을 두고 있는 셰르스틴 린드블라드-토(Kerstin Lindblad-Toh) 비교유전체학 교수는 2015년부터 인간과 같은 생리적 기능을 수행할 수 있는 포유류 종의 게놈 탐색 작업을 하는 주노미아 프로젝트를 이끌고 있다. © Mikael Wallerstedt

유전적 다양성 적은 멸종위기종 확인에 활용

포유류 전반에 걸쳐 광범위하게 수집된 이 모든 유전체들은 인간 유전체를 이해하는 일 외에도 특정 종들이 어떻게 서로 다른 환경에 적응할 수 있었는지를 연구하는데 활용될 수 있다.

예를 들면 일부 수달은 두껍고 방수 기능이 있는 털을 가지고 있으며, 또 일부 생쥐는 동면에 적응했다. 이 같은 동물들의 특성은 대사성 질환과 같은 인체 질병 특성을 파악하는 데 도움이 될 수 있다.

오늘날 기후변화와 함께 더욱 많은 동물 서식지가 인간 활동으로 영향을 받게 됨에 따라 생존 위기에 처한 종들을 보호하는 일이 점점 더 중요해지고 있다.

전통적으로 과학자들은 어떤 종에 존재하는 유전적 다양성을 연구하기 위해 이 종의 서로 다른 개체군에 속한 많은 개체들을 연구한다. 이는 특정 종들을 보호하는 방법을 파악하는데 중요하다.

이번 연구에서는 국제자연보호연맹(IUCN) 멸종위기종 목록에 있는 동물들의 유전체에는 비교적 변이가 적은 것으로 확인됐다. 유전적 다양성이 적은 것이다. 이는 이 동물들이 멸종위기에 처하게 된 상황과 일치한다고 연구팀은 보고 있다.

따라서 어떤 동물의 멸종위기 상황을 파악하기 위해서는 개체 하나만의 유전체를 분석한 것만으로도 가능하고, 비용도 줄일 수 있다.

린드블라드-토 교수는 “이번에 생성된 광범위한 데이터세트는 전 세계 모든 과학자들이 활용할 수 있으며, 이 자료가 질병 유전체학 이해와 생물다양성 보존에 활용되기를 희망한다”고 기대를 밝혔다.

김병희 객원기자
hanbit7@gmail.com: 저작권자 2020-11-13 ⓒ ScienceTimes

태그(Tag)

관련기사

포유류, 언제 나무서 내려왔나…"공룡 멸종 훨씬 전 땅에 적응" 쥐라기 후기 원시 포유류인 '드라이올레스테스(Dryolestes)'는 포유류 조상으로 백악기에 살던 수상류 동물(Cretaceous therians)의 친척이며 쥐 정도 크기로 나무 위에 살며 곤충이나 무척추동물을 잡아먹었을 것으로 추정된다. ⓒArtist James Brown, courtesy of Pamela Gill 제공

이집트서 3천만년 전 포유류 최상위 포식자 화석 발견 이집트에서 발견된 3천만년 전 포유류 최상위 포식자 '바스테토돈' 두개골과 복원도 ⓒAhmad Morsi/Journal of Vertebrate Paleontology, Shorouq Al-Ashqar et al. 제공 인류의 조상이 원숭이와 비슷한 동물로 진화할 무렵인 3천만 년 전 수풀이 우거져 있던 아프리카 이집트 지

인간·원숭이·쥐 뇌의 공통점은…"고차원 인지에 시간 투자" 한국과 미국의 공동 연구팀이 포유류를 대상으로 뇌 신경활동을 처리하는 데 드는 시간 패턴을 분석해 뇌 신경망 구조를 이해할 수 있는 단서를 제시했다. 한국과학기술원(KAIST)은 백세범·정민환 교수와 미국 존스홉킨스대 이대열 교수 공동 연구팀이 다양한 포유류 종의 뇌에서 공통으로 나타나는 영역별 신경 활동의 시간적 스케일 패턴을 확인했다고 24

"가장 오래된 포유류 조상 발견…2억7천만년 전 검치 동물" 스페인 마요르카섬에서 수천만년 후 포유류로 진화한 것으로 추정되는 2억7천만년 전 검치(saber teeth) 동물 화석이 발견됐다. 이는 포유류 조상 동물로는 지금까지 발견된 것 중 가장 오래된 것으로 추정된다. 2억7천만년 전 포유류 조상 동물 '고르고놉시안' 복원도 ⓒHenry Sutherland Sharpe 제공

반려견의 ‘물 털기’ 행동의 이유? 사이언스타임즈 구독자의 반려견 ‘하쿠’ ⓒ구독자 제공 개들은 왜 요란하게 몸을 털어 물기를 제거할까 털 많은 반려동물을 씻기면서 ‘물벼락’을 경험하지 않은 사람은 없을 것이다. 몸에 물이 닿으면 요란하게 몸을 털어 물기를 제거하는 그들 특유의 행동 때문이다. 지금까지 본능

올여름 또다시 확산하는 코로나 바이러스 코로나19의 재유행 2024년 여름, 전 세계는 다시 한번 코로나19 대유행을 경험하고 있다. 세계보건기구(WHO)의 최근 보고서에 따르면, 전 세계는 이전보다 더 심각해진 SARS-CoV-2 변이와 진화에 대비해야 한다고 한다. 지난 몇 주 동안 코로나19로 인한 병원 내원과 중환자실 입원이 증가했고, 사망자 수도 무려 26%나 증가했다. © Ge

우리 냥이는 무슨 꿈을 꿀까? 동물도 사람처럼 꿈을 꿀까? 과연 동물들도 사람처럼 꿈이라는 것을 꿀까? 오래된 질문이지만 아직까지 우리는 확실한 답을 알 수 없다. 동물들의 언어를 이해할 수 없기 때문이다. 우리가 위 질문에 대한 답을 하기 위해서는 아리스토텔레스의 아주 오래된 저서 ‘수면과 불면에 관하여’를 주목할 필요가 있다. 그는 그의 저서에서 “수중, 공중, 육상 등 거의

코로나19, 끝날 때까지 끝난 게 아니다 코로나19는 아직 끝나지 않았다. 상황이 심각했던 2020년~2021년에는 코로나19 확산에 대해 전 세계가 민감하게 대응해왔지만, 현재는 그때보다 주목을 덜 받고 있을 뿐 코로나19 감염세는 여전히 지속되고 있다. 특히 엔데믹 선언 후 첫 겨울인 작년 말부터 올해 초는 오미크론의 하위 변이인 ‘JN.1(제이앤원)’이 급격히 확산하는 분위기다. 미국,

새의 조상은 편식하지 않는 ‘생태계 안정자’였다? 백악기 수각류 공룡인 미크로랍토르가 육식공룡이었다는 추측을 뒷받침하는 화석이 발견돼 Vertebrate Paleontology 저널에 게재됐다. 새의 기원과 밀접한 관계가 있는 미크로랍토르의 골격 안에 작은 포유류의 발이 완벽하게 보존된 희귀 화석이 발견됐다. 그간 미크로랍토르는 물고기, 도마뱀, 나무 열매 등을 먹이로 섭취했다는 사실은 알려져 있었지

코로나바이러스의 진정한 퇴치법, ‘단백질 무기 창고’를 공격하라? 코로나바이러스가 우리 몸의 면역체계와 싸우는 방법을 지속적으로 업그레이드하고 있는 모양새다. 10월 27일 기준 누적 수치를 보면 우리나라 인구의 절반(49.15%) 가량이 코로나에 확진되었고, 신규 확진자도 3만 명 이상 집계되는 상황이다. 때문에 일반적인 감기를 유발하는 아데노바이러스와 마찬가지로 1년에 한 번 이상 우리를 아프게 하는 풍토병으로 공존할

목록으로

통합검색

인기 뉴스 TOP 10

속보 뉴스

QUICK LINK