"침팬지 Y염색체 해독..진화과정 규명"



인간과 가장 유사한 생물학적 특성을 가진 침팬지의 Y염색체 1천270만 염기가 한.일 국제공동연구팀에 의해 해독돼 인류진화 과정 규명을 위한 돌파구가 마련됐다.

한국생명공학연구원 박홍석박사 연구팀은 최근 일본 이화학연구소 게놈종합연구센터와 공동으로 침팬지 유전체 비교연구를 실시, 침팬지의 Y염색체 2천300만개 가운데 절반이 넘는 약 1천270만개를 해독하는데 성공했다고 1일 밝혔다.

이에 따라 500만∼600만년전에 공동 조상에서 분화한 인간과 침팬지의 유전체 구조변화 양상과 인류의 진화과정 규명에 일대 진전이 이뤄지게 됐다고 연구팀은 평가했다.

연구팀은 최근 연구를 통해 침팬지 Y염색체 영역에서 단백질을 만드는 19개 활성 유전자를 발견해 인간의 Y염색체 영역(20개 유전자)과 비교한 결과 인간의 Y염색체에는 면역질환 및 감염증에 관련된 유전자 `CD24L3'가 진화과정에서 새로 삽입된 것을 발견했다고 말했다.

이런 변화는 침팬지의 경우 인간과 달리 에이즈와 치매 등의 질환이 존재하지 않는 점을 생물학적으로 증명한 것이라고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 또 인간과 침팬지의 Y염색체가 다른 염색체들보다 구조적 변화가 매우 크게 일어나고 있음을 입증함으로써 Y염색체의 진화속도가 매우 빠르게 진행되고 있음을 밝혀냈다.

연구팀 관계자는 "인간의 염색체 23쌍과 침팬지 염색체 24쌍 중에서 진화기간에 가장 많은 구조적 변화가 일어난 것이 Y염색체"라며 "인간과 침팬지의 Y염색체는 유전체 크기뿐 만 아니라 구조에서도 확연한 차이가 드러났다"고 설명했다.

이와 함께 침팬지의 Y염색체는 인간의 Y염색체보다 DNA 염기배열의 다양성이 매우 낮다는 점이 발견돼 일부일처제 중심의 인간과 일부다처제 중심의 침팬지간의 사회적 차이를 뒷받침했다고 이 관계자는 말했다.

이 관계자는 "이번 연구성과가 인간 유전체의 완벽한 이해를 통한 학문적 발전과 의학발전의 기초정보를 제공할 수 있을 것"이라며 큰 의미를 부여했다.

이에 앞서 연구팀은 2002년 1월 세계 최초로 침팬지와 인간의 유전체 비교지도를 완성, 인간과 침팬지간의 유전체 염기배열이 98.77% 동일하다는 점을 과학저널 사이언스에 게재한 바 있다.

한.일 연구팀의 이번 연구결과는 세계적인 권위지 `네이처 제네틱스(Nature Genetics)' 최근호에 게재됐다.

▲용어설명

Y염색체:인간은 23상의 염색체를 갖고 있으며, 각각의 염색체에는 크기와 형태에 따라 통상 1번부터 22번, X, Y 염색체로 구별한다. 특히 X,Y 염색체는 남녀의 성을 결정하는 중요한 염색체로 `성 염색체'로 불리기도 한다. 나머지는 상염색체로 일컬어지고 있다. 일반적으로 포유류의 Y염색체는 수컷의 성을 결정하는 유전자가 들어있다.


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침팬지 Y염색체 완전해독·진화과정 규명
[머니투데이] 2006-01-02 03:02
[머니투데이] 한국과 일본 과학자로 구성된 공동연구팀이 인간과 침팬지의 Y염색체 진화과정을 규명하는데 성공했다.



과학기술부는 한국생명공학연구원과 일본 이화학연구소 게놈종합연구센터를 중심으로 구성된 한일 국제공동연구팀이 인간과 가장 유사한 생물학적 특징을 가지고 있는 침팬지의 Y 염색체 1270만 염기를 완전해독하고, 인간의 X, Y 염색체와 비교 분석해 인간과 침팬지 Y 염색체의 진화 과정을 규명하는데 성공했다고 2일 밝혔다.

한일 국제공동연구팀은 한국생명공학연구원 박홍석 박사, 최상행 박사, 일본 이화학연구소 후지야마 박사, 쿠로키 박사 등 19명의 과학자로 구성돼 있다.

한일 공동연구팀은 이번 연구성과로 인간과 침팬지가 공통조상에서 분화된 이후 약 500만년 동안 일어난 유전체 구조의 변화 양상을 밝힐 수 있게 돼, 앞으로 인류의 진화 과정을 규명하는데 중요한 단서가 될 것으로 기대하고 있다.

연구팀은 이번 연구에서 침팬지 Y 염색체 영역에서 단백질을 만드는 19개의 활성 유전자를 발견했다. 이를 인간의 Y 염색체 영역(20개 유전자가 존재)과 비교한 결과, 인간의 Y 염색체에는 면역질환 및 감염증에 관련된 유전자(CD24L4)가 진화과정동안 새로 삽입됐음을 발견했다.

이런 유전자 변화는 인간과 침팬지에서 면역 및 감염성 질환의 차이를 만드는데 기여했을 가능성을 시사하고 있다고 연구팀은 설명했다. 또, 침팬지의 Y 염색체 구조를 밝혀냄으로써 500만~600만년간 진화의 과정에서 인간 Y 염색체의 구조적 변화기작을 명확하게 규명했다.

앞으로 연구팀은 침팬지만의 특이적 유전자의 기능과 침팬지 X 염색체 연구를 계속 진행할 계획이다. 연구팀은 이를 통해 인간과 침팬지 진화의 유전적 요인을 규명하는데 보다 많은 정보를 제공할 것으로 기대했다.

이번 연구결과는 1일자로 네이쳐 제네틱스(Nature Genetics)에 게재됐다.

한편, 연구팀은 그동안 세계 최초로 침팬지와 인간의 유전체 비교지도를 완성해 인간과 침팬지간의 유전체 염기배열이 98.77% 동일하다는 것을 규명해 2002년 1월 사이언스 게재한 바 있다.

2004년 5월에는 침팬지 22번 염색체를 완전해독하고 같은 기능을 하는 인간의 21번 염색체와 비교 분석해 인간 혹은 침팬지만의 특이적 유전자들을 발견했다.


사진#01
인간의 염색체(23쌍)와 침팬지 염색체(24쌍) 중에서 진화과정 동안 가장 많은 구조적 변화가 일어난 것은 Y 염색체이며, 인간과 침팬지의 Y 염색체는 유전체의 크기(사람 : 약60Mb, 침팬지 : 약23Mb)뿐만 아니라 구조에서 확연한 차이가 나타난다.

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