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시카고대 연구진 발표.. 모든 동물에 四肢로 자랄 수 있는 유전자 존재 증명

(서울=연합뉴스) 최초의 네발 동물이 땅 위에서 걸어 다니기 훨씬 전부터 물고기의 몸에는 팔다리와 손ㆍ발가락을 만들 수 있는 유전자가 존재했던 것으로 밝혀졌다고 사이언스 데일리가 11일 보도했다.

미국 시카고대학 연구진은 물고기의 DNA에서 떼어 낸 특정 유전자 스위치를 생쥐 태아에 이식하자 이 스위치가 생쥐의 팔다리 영역에서 유전자를 활성화한다는 사실을 발견했다고 미국립과학원회보(PNAS) 최신호에 발표했다.

이런 실험 결과는 4억년동안 따로따로 진화해 온 동물 종들 모두에 사지로 자라날 수 있는 유전자가 보존돼 있음을 보여주는 것이다.

연구진은 "생쥐의 손ㆍ발가락 유전자 발현을 일으키는 유전자 스위치가 물고기에 존재하기만 하는 것이 아니라 실제로 생쥐의 유전자를 발현시킬 수 있다"고 밝히고 "이는 팔다리의 선행기관이 아주 오래전부터 존재해 왔음을 보여주는 것"이라고 강조했다.

이 연구는 지난 2004년 북극권 캐나다에서 발견된 수륙 전환기 동물 틱탈리크의 화석에서 훨씬 뒤에 등장한 육지동물의 사지와 비슷한 골격구조를 가진 지느러미가 발견된 데서 비롯됐다.

틱탈리크와 동시대 어류의 지느러미에서 발견된 이런 유사성, 특히 손목과 손 같은 구조를 보고 흥분한 과학자들은 물고기와 네발 동물의 상동성(相同性; 다른 종의 생물체 사이에서 형태나 기능은 같지 않아도 발생학적으로 같은 기원을 가진 관계) 연구에 들어갔다.

이들은 사람의 사지 발달을 조절하는 것으로 알려진 유전자 스위치 영역 CsB와 생쥐, 닭, 개구리, 제브라피쉬와 홍어의 상동 영역을 비교했다.

사람을 포함한 이 모든 동물의 마지막 공동 조상은 물고기-네발 동물 전환기 동물인 사지형 어류보다 앞선 시기의 것이기 때문에 이런 비교를 통해 육상동물이 등장하기 전 동물의 생물학적 특징을 추측할 수 있을 것으로 생각한 것이다.

연구진은 비교 결과 물고기와 네발 동물이 같은 특정 유전자 구간을 갖고 있음을 발견했고 이에 따라 각 종 간에 이런 유전자 구간을 교환하는 실험을 했다.

그 결과 놀랍게도 생쥐의 CsB는 제브라피쉬의 발달 중인 지느러미 가장자리에서 유전자를 발현시킬 수 있었고 홍어와 제브라피쉬의 CsB는 생쥐의 팔다리에서 손목과 손발가락 부위의 유전자 발현을 일으킬 수 있었다.

연구진은 이런 실험 결과는 네발 동물에게서 팔다리라는 새로운 기관이 갑자기 등장한 것이 아니라 사지의 발달을 조절하는 유전자 스위치가 진화의 나무에서 아주 깊은 뿌리를 갖고 있음을 시사하는 것이라고 말했다.

youngnim@yna.co.kr

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