‘이빨 가진 새’의 부활, 활동중단 유전자 살려내

2003년 6월 4일,

‘이빨 가진 새’의 부활, 활동중단 유전자 살려내

 

영국과 프랑스 과학자들이 공룡 시대 이후 처음으로 ‘이빨 가진 새’를 창조하는 데 성공했다고 영국 ‘더 타임스’ 가 4일 보도했다.

프랑스 낭트대학의 조시안느 퐁탠느-페뤼 박사와 영국 킹스칼리지의 폴 샤프 박사 등 과학자들은 병아리 배아에 쥐의 세포를 이식해 잠들어 있던 ‘이빨 형성 유전자’를 깨어나게 해, 병아리의 부리 안에 흔적 기관으로 남아 있던 이빨이 다시 자라도록 하는 성과를 얻었다. 이 신문은 이 연구의 성과는 ‘잠자는 유전자의 스위치’를 켜는 방법을 찾아낸 것으로, 성장 과정에서 활동을 멈추는 인간의 치아와 모발 유전자 등의 재생을 가능하게 하는 실마리를 제공할지 모른다고 평가했다.

 

현대 조류의 특징은 무치악과 함께 뿔같은 부리가 있는 것이다. 1861년 시조새 화석이 발견된 이래 살아있는 조류는 이빨이 있는 조상의 후손이라는 것이 명확했다. 즉, 1억 4700만 년 전 지구를 누볐던 시조새는 날카로운 이빨을 갖고 있었다. 그러나 언제 이빨이 사라졌는지는 알 수 없었다. 이빨이 없거나 에나멜이 없는 척추동물도 에나멜로 쌓인 이빨을 가진 조상의 후손이다. 조류의 경우에는 수각아목 공룡이 조상이다. 이후 조류는 이빨대신 뿔 같은 부리를 이용하며, 모이를 섭취하는 데 이용했다.

 

시조새 화석

University of California, Riverside와 Montclair State University의 생물학자들이 이끈 연구팀은 조류의 퇴화 치아유전자를 이용, 조류의 이가 언제 없어졌는지를 추적했다. 그 결과 현재 살아있는 모든 조류들의 공동 조상에서 약 1억년 이상 전에 이빨이 사라졌음을 확인했고 그 결과를 2015년 1월 발표했다.

“우리의 발견의 가장 큰 교훈 중 하나는 화석 속에 보존된 사체의 일부조직 잔해에서 ‘죽은 유전자’도 이야기해줄 수 있다는 점이다. 따라서 DNA를 이용한 해독은 진화 역사의 비밀을 풀 수 있는 강력한 도구가 될 수 있다”고 연구진은 밝혔다.

 

척추동물의 이빨 형성은 여러 다른 유전자가 결합된 복잡한 과정이다. 이들 유전자 중 적합한 상아질과 에나멜 형성을 위한 필수유전자는 6가지이다. 연구자들은 현존하는 조류를 48종으로 분류해 이들을 대상으로 6가지 유전자를 검사하고, 이들 48종의 조류 내에 비활동 돌연변이 존재를 조사했다. 상아질과 에나멜 관련 유전자의 공동 돌연변이가 있다는 것은 모든 조류의 공통 조상이 광물질화된 이빨이 소실된 적이 있음을 나타낸다.

 

“현재 몇 가지 비활성 돌연변이가 40종 조류에서 모두 발견됐고 치아를 둘러싼 외부 에나멜층은 약 1억 1600만 년 전에 사라진 것으로 보인다. 이들 화석과 분자증거에 의거해 2가지 시나리오 추정이 가능하다. 이빨이 사라지고 부리가 진화될 때, 첫 단계는 이 소실과 부분적인 부리 발현, 두 번째 단계는 새의 앞쪽에서 이가 사라지며 부리가 발달한 것으로 이는 완벽한 뿔 같은 부리로 발전해 이빨을 효과적으로 대체하며 현재의 다양한 조류로 분화됐을 것”이라고 밝혔다.