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남성성, 1억8000만 년 전에 생겼다 목록

조회 : 1928 | 2014-05-23

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 인간, 코끼리, 주머니쥐…. 


  여러 동물들의 실루엣을 합쳐서 만든 커다란 Y가 이번 주 네이처 표지를 장식했다. 인간의 남성을 포함해 ‘수컷’을 만드는 염색체인 Y를 형상화한 것이다.

 

  Y염색체에는 유전자가 고작 20여개 밖에 들어있지 않다. 1000개 이상 유전자가 들어 있는 커다란 X염색체에 비해 크기가 작은 것도 이 때문이다. 그럼에도 Y염색체는 동물 암수 모두가 갖는 X염색체와 달리 수컷에만 있는 유일한 염색체다. Y염색체는 남성 성기의 형성과 발달에 핵심적인 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

 

   스위스생명정보연구소(SIB) 헨릭 케이즈만 박사팀은 포유류의 진화 역사상 Y염색체가 최초로 생겨난 때가 언제인지를 추적하는 데 성공하고 그 결과를 ‘네이처’ 24일자에 발표했다.


  연구팀은 인간이 포함된 태반류, 주머니가 있는 유대류, 난생 포유류인 단공류에서 각각 15종을 선정해 고환 조직에서 샘플을 채취했다. 고환은 Y염색체가 없으면 발달하지 않는 신체 조직으로, Y염색체와 관련이 깊다. 또 연구팀은 대조군으로 이용할 목적으로 닭, 콩새 등에서 샘플을 함께 채취했다.


  그 다음 연구팀은 유전자 분석을 통해 각 동물로부터 얻어낸 Y염색체에서 교집합인 부분을 찾아냈다. 조류와 암컷에서도 발견되는 유전자는 제외했다. 이런 과정을 거쳐 연구팀은 각 포유류 동물들의 공통된 Y염색체의 뿌리를 찾아내는 데 성공했다. 컴퓨터로 이를 분석하는 데만 2만9500여 시간이 소요됐다.


  분석 결과, 포유류 Y염색체의 근원은 1억8000만 년 전에 지구상에 나타난 것으로 밝혀졌다. 난생 포유류의 남성을 결정하는 염색체는 조금 늦은 1억7500만 년 전에 나타난 것으로 확인됐다.


  연구팀은 “무엇이 개체를 암컷과 수컷의 분리를 야기했는지, 최초의 수컷의 형태는 어떠했는지는 아직 수수께끼로 남아있다”고 말했다. 

 

 

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  이번 주 사이언스 표지는 배가 불룩한 파리 한 마리가 장식했다. 알을 밴 암컷 ‘체체파리(Glossina morsitans)’다. 아프리카 사하라 사막 이남에 살고 있는 체체파리는 사람이나 소를 물어 수면병에 걸리게 만든다.

 

  수면병은 오직 체체파리를 통해서만 전염되는 질병으로, 이 파리에 물리면 기력이 떨어지고 장기간 수명상태로 지내다가 결국 굶어죽게 된다. 지난해 세계보건기구(WHO)는 아프리카 수면병을 근절해야 할 병으로 지정했다.  

 

  최근 국제글로시나 유전체계획(이니셔티브)은 체체파리의 염기서열 전체를 분석하는 데 성공했다고 발표했다. 세계적으로 18개국 146명의 과학자가 참여했지만 1000만 달러(약 104억 원)가 넘는 비용 탓에 3억6600만 개의 전체 염기서열을 밝혀내는 데 무려 10년이 걸렸다.

 

  체체파리는 특이하게도 알에서 부화한 애벌레를 암컷의 몸에서 키우는데, 한 번에 한 마리씩 키우기 때문에 암컷 한 마리가 평생 10마리 정도만 낳는다. 이번 연구에는 한 어미에서 태어난 총 15마리의 파리가 사용됐다.

 

  연구진에 따르면 체체파리는 공생하는 박테리아의 염색체 일부를 보유하고 있었다. 어미 체체파리는 애벌레에게 ‘젖’을 먹이는데, 이 젖 속에는 피를 빨아서는 공급받을 수 없는 영양분이 있기 때문에 공생 박테리아의 도움이 절실하다. 결국 둘이 함께 진화한 결과로 염색체 섞임이 나타난 것이다.

 

  연구진은 체체파리의 시각 체계가 집파리나 똥파리와 비슷해서 파랗고 검은 색의 덫으로 쉽게 유인해 죽일 수 있을 것이라고 설명했다. 이처럼 이번 연구는 체체파리가 싫어하는 물질이나 살충성분을 개발하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.

 

 

  과학동아 이재웅 기자 ilju2@donga.com 이우상 기자 idol@donga.com  

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