공룡멸종에 관한 새로운 가설 > 미스테리

세포 진화의 결과 간상세포에 남아있는 원추세포의 흔적<br><br>연구팀은 유전자 변이된 생쥐 모델을 이용하여 원추세포를 추적할 수 있는 단백질을 발현하면 검은색으로 염색되도록 하였는데, 원추세포(녹색으로 표지된 세포)뿐만 아니라, 그 이 외의 간상세포에서도 다량의 흔적이 남아있음을 발견하였다 (좌측 사진, 생쥐의 망막층에서 녹색형광 이외의 검게 염색된 부분이 간상세포에 남아있는 원추세포의 흔적임). 연구팀은 이러한 진화의 흔적을 세포에 남아 있는‘분자화석’이라 명칭했다

백악기 말 공룡 멸종 원인에 대한 새 가설이 나왔다. 어두워지면 한치 앞을 볼 수 없는 주행성 공룡들이 암흑기에 먹이를 제대로 구하지 못해 사라진 반면, 포유동물은 시각세포의 진화로 이 시기에 생존했다는 주장이다.

김정웅 중앙대 교수와 아난드 스와룹 미국 국립보건원 박사 등으로 이뤄진 공동연구팀은 어두운 곳에서 사물을 인지하는 ‘간상 시각세포’는 밝은 빛을 인지하는 ‘원추 시각세포’에서 발생했다는 진화론적 사실을 발견했다고 11일 밝혔다.

인간을 포함한 포유동물의 눈은 70% 가량이 간상세포로 구성돼 있다. 연구팀은 이 간상세포의 발생과정에서 원추세포의 흔적을 찾아내는 데 성공했다. 이는 시각세포 발달에 있어 원추세포가 먼저 발생하고 일부가 간상세포로 진화해 어두운 곳에 적응하게 됐다는 새로운 학술적 논거를 밝혀낸 것이다.

연구팀은 먼저 간상세포에서만 녹색 형광이 나타나는 유전자변형 생쥐를 사용해 간상세포를 분리했다. 생쥐의 망막을 발생 시기별로 수집한 후 형광 유세포 분석기를 이용해 순수하게 분리 정제한 것이다.
 
이후 차세대 염기서열 분석방법을 이용한 전사체 분석을 통해 원추세포 특성을 보이는 유전자들의 흔적을 간상세포의 발생과정에서 발견했다.

이러한 특징은 초기 척추동물인 제브라피쉬(어류)에서는 발견할 수 없었고, 생쥐 등 포유동물에서만 특이적으로 발생한 것이 실험적으로 확인됐다.


김정웅 교수/사진=중앙대

연구팀은 “유전자들의 흔적인 이른바 분자화석(생체 세포 내에 남아있는 과거의 생체분자(mRNA, DNA, 단백질 등) 흔적)은 간상세포가 원추세포로부터 기원했다는 결정적 증거를 뒷받침한다”고 설명했다.
 
이 연구결과는 지금까지 망막을 구성하는 시각 신경세포가 각각 서로 다른 망막 기원 세포에서 유래했을 것이라는 종래의 학설을 뒤엎는 근거를 제시한 것이다.

연구진은 이번 연구를 통해 노인성 황반변성증, 망막 색소변성증 등 눈 질환의 새로운 치료 접근 단서를 제공했다고 밝혔다.

이와 함께 연구진은 이번 연구결과를 토대로 백악기 말 지구에 빛이 차단된 오랜 기간 동안 공룡은 멸종하고 포유동물이 살아 남은 이유에 대한 새로운 해석의 가능성도 제시했다.

포유동물은 시각세포의 진화를 통해 암흑기에 적응해 주행성 포식자인 공룡을 피할 수 있었고, 반면 주행성인 공룡은 어둠 속에서 먹이를 찾을 수 없어 멸종했을 가능성이 있다는 것이다.

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