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벼 해독 10년 만에 ‘진짜’ 밀 게놈 해독 목록

조회 : 2491 | 2014-08-27

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  이번 주 ‘사이언스’ 표지는 밀이 장식했다. 국제밀게놈시퀀싱컨소시움(IWGSC)을 이끄는 클라우스 마이어 박사는 “밀의 게놈지도가 거의 완성됐다”며 이번 주 사이언스에 밀 게놈지도의 초안을 공개했다.

 

  지난 2013년 밀의 게놈은 이미 ‘네이처’에 발표된 적이 있다. 이때 밀은 야생밀(Triticum urartu)이었다. 이번에 사이언스에 실린 밀은 지난 번 밀과 품종이 다른 빵밀(Triticum aestivum)인데, 이것이 우리가 먹는 ‘진짜’ 밀이다.
    
  밀 게놈이 해독된 것은 2005년 벼 게놈이 완성된 지 거의 10년이 지나서야 나왔다. 이렇게 게놈 분석이 늦어진 이유는 밀의 유전자 수가 많기 때문이다.

 

  이는 밀이 세대를 거듭하며 여러 품종이 교잡을 거친 결과다. 실제로 이번 연구 결과에서 밀은 12만4201개나 되는 유전자를 가지고 있는 것으로 나타났다. 벼는 3만7544개로, 밀이 쌀 보다 약 3배나 많은 것이다.

 

  많은 유전자를 담고 있은 만큼 밀의 염색체 개수도 많다. 밀의 염색체는 21번까지 있다. 벼의 염색체는 밀의 절반 수준인 12번 까지다. 밀의 염색체 중 3B 염색체는 유독 크기가 크다. 프랑스 블레즈파스칼대 프레데릭 쇼우리 박사팀은 3B 염색체에 관한 논문을 밀 게놈지도 논문 바로 뒤에 실었다.

 

  연구 결과, 밀은 같은 유전자를 몇 개씩 가지고 있는 것으로 나타났다. 밀의 3B 염색체에 있는 대부분의 유전자가 두 세 번 중복돼 존재했다. 사람으로 치면 했던 말을 또 하고, 또 하는 잔소리꾼에 비유할 수 있는 셈이다. 유전자가 중복되지 않은 경우는 4%에 불과했다. 반면 옥수수는 41%의 유전자가 중복 없이 한 개만 존재한다. 이렇게 같은 유전자가 여러 개 있는 것도 밀의 유전자 분석을 마치는 데 어려움을 준 요인이다.

 

  이밖에 이번 주 사이언스에는 야생밀이 어떻게 빵밀이 됐는지 계보를 그린 연구 결과도 실렸다.  
 

 

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  이번 주 ‘네이처’ 표지에는 거대한 장치가 등장했다. 이 장치는 사실 실험실 천장을 올려다 본 것이다. 표지의 주인공은 표지 중앙이 아니라 오른쪽 아래에 있는 뾰족한 장치다. 미국 로렌스리브모어국립연구소 길버트 콜린스 박사는 논문에서 이를 “목성 같이 거대한 행성의 내부를 계측할 수 있는 한 가지 가능성”이라고 소개했다.

 

  거대한 행성의 내부를 연구하는 일은 만만치 않다. 행성의 내부는 대기압의 수백 만~수억 만 배에 달하는 압력을 가지고 있다. 이를 재현하기는 상당히 어렵다. 

 

  이번에 콜린스 박사팀이 개발한 것이 바로 이 압력을 만드는 방법이다. 연구팀은 압력을 만들기 위해 레이저를 이용했는데, 이때 많은 열이 발생하지 않아 비교적 낮은 온도에서 높은 압력을 만들 수 있다. 

 

  연구팀은 이 방법을 이용해 대기압의 5000만 배와 맞먹는 압력인 5테라페스칼(1테라파스칼은 1012파스칼)의 기압을 만드는데 성공했다. 이는 토성의 중심부에서 느낄 수 있는 수준의 압력이다. 또 연구팀은 이 압력을 이용해 지구상에서 가장 단단한 물질인 다이아몬드를 압축시키기도 했다. 

 

  과학동아 신선미 기자 vamie@donga.com   

 

 

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