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동물 '일부일처'는 똑같은 유전자가 작용한 결과

뇌 구조·진화 역사 다르나 유전적 공통성 가져
일웅일자 동물의 유전자 발현 분석도
일웅일자 동물의 유전자 발현 분석도 일웅일자 동물의 수컷에서 총 24개 유전자가 똑같이 발현하거나 위축되는 양상을 보인 것으로 나타났다. 붉은 색 부분은 발현, 청색은 위축을 나타낸다. [텍사스대학 오스틴 캠퍼스 제공]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 한 상대하고만 짝짓기하는 일웅일자(一雄一雌) 동물들은 뇌 구조나 진화 역사는 크게 다르지만 일웅일자적 특성을 갖게 한 유전적 공통성을 갖고 있다는 연구 결과가 나왔다.

약 4억5천만년 전 척추동물의 공통 조상이 출현한 이후 일웅다자에서 일웅일자 종(種)으로 진화할 때 뇌의 특정 유전자 활동을 강화하거나 억제하는 공통적 방식이 있다는 것이다.

미국 텍사스대학 오스틴 캠퍼스(UT Austin) 통합생물학과의 진화생물학자인 레베카 영 박사가 이끄는 연구팀은 쥐를 비롯한 척추동물의 뇌를 RNA 염기분석 기술 등을 이용해 분석한 결과, 이런 결론에 도달했다고 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 밝혔다.

영 박사 연구팀은 포유류(들쥐와 생쥐)와 조류, 양서류, 어류 등 다섯 쌍의 척추동물을 일웅일자 종과 이 종에 가깝지만 일웅다자 특성을 갖는 종으로 구성해 총 10종을 분석 대상으로 삼았다.

연구팀은 일웅일자를 적어도 짝짓기 철에는 한 상대하고만 교미하고 새끼 양육을 일정 부분이상 분담하며, 포식자나 위험으로부터 새끼를 함께 보호하는 동물로 규정했다.

일웅일자와 일웅다자종으로 구성된 다섯 쌍은 일웅다자적 특성을 갖는 목초지 들쥐에서 일웅일자의 대초원 들쥐가 서로 다른 종으로 갈라졌듯이 5차례의 진화가 있었다는 점을 나타내는 것이다.

연구팀은 각 쌍의 진화적 전이(evolutionary transition)에서 어떤 변화가 있는지를 확인하기 위해 연구대상 10종의 수컷 뇌에서 유전자 발현 형태를 비교했다. 그 결과, 일웅일자 동물의 행동은 복잡한 형태로 나타나지만, 유전자 발현에서는 매번 똑같은 변화가 일어나는 것을 확인했다.

일웅다자(오른쪽)와 일웅일자 개구리
일웅다자(오른쪽)와 일웅일자 개구리 일웅다자인 딸기독개구리는 암컷이 올챙이를 옮기고, 일웅일자인 독화살개구리는 수컷이 새끼를 옮긴다. [얀 유산, 제임스 투멀티 제공]

일웅일자 동물에서는 24개 유전자가 비슷한 발현 패턴을 보인 것으로 나타났다.

영 박사는 보도자료를 통해 "대부분의 사람은 약 4억5천만년에 걸쳐 일웅일자로의 전환이 매번 똑같은 방식으로 이뤄질 것이라고 기대하지 않았을 것"이라고 연구 성과를 강조했다.

또 일웅일자 종에서 활동이 늘어난 유전자는 신경 발달과 세포간 신호전달, 학습, 기억 등과 관련된 것들이며, 이는 뇌의 기억력을 높여 일웅일자 동물이 자신의 짝을 인지하고, 이를 유지하는데 따른 보상을 인식하는 데 도움을 줬을 수도 있다고 연구팀은 밝혔다.

일리노이대학 발달유전학자 리사 스텁스 박사는 과학전문매체 사이언스 매거진과의 인터뷰에서 "(일웅일자 동물이) 공통 유전자를 갖고있다는 사실은 흥미롭다"면서도 "이번 연구가 탁월한 자료를 갖고 전문적인 분석을 하고 있지만 일웅일자에 대한 중요한 생물학적 통찰력은 실질적으로 밝히지 못하고 있다"고 한계를 지적했다.

이번 연구에 참여한 신경과학자 한스 호프만 박사는 인간도 일웅일자 동물과 같은 유전자를 공유하고 있는지에 대한 물음에 "알 수는 없지만, 인간도 같은 유전자가 발현됐을 수 있는 것으로 추정할 수 있다"고 밝혔다.

eomns@yna.co.kr

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지> 2019/01/08 14:25 송고

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