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인간 등 포유류에서 성(性)의 차이점은 모든 유전정보를 가진 유전체 이른바 게놈 중에 있는 ‘Y염색체’라는 단 하나의 요소에 있다. 이 성염색체는 남성에게만 있으며 나머지 성염색체인 X염색체는 남성이 1개, 여성이 2개를 갖고 있다. 따라서 Y염색체는 남녀 사이에 나타나는 모든 형태적이고 생리적인 차이의 궁극적인 원인이 된다. 하지만 이는 항상 그래 왔던 것은 아니라고 학자들은 말한다. 아주 먼 옛날, 두 염색체는 남성에게서 Y염색체가 나타날 때까지는 똑같았다.
최초의 Y염색체는 수천 개의 유전자를 지닌 X염색체에서 발생해 오늘날 20개의 유전자를 가진 남성의 Y염색체가 될 때까지 계속해서 감소했다. 그런 Y염색체는 언제부터 나타난 것일까?
그 답은 스위스 로잔대학(UNIL) 통합유전체 연구소(CIG)의 헨리크 캐스만 부교수와 스위스 생물정보학 연구소(SIB), 그리고 호주 연구팀에 의해 최근 밝혀졌다고 미국 과학전문 사이언스데일리 등 외신이 23일(현지시간) 보도했다.
이들 연구팀은 최초의 성 유전자는 (포유류로 한정되긴 하지만) 약 1억 8000만 년 전 발생했다고 밝혔다.
연구팀은 유태반류(인류, 유인원, 설치류 등), 유대류(캥거루, 코알라 등), 단공류(오리너구리, 바늘두더지 등)와 같은 세 가지 주된 포유류 계통에 속한 서로 다른 15종(種)의 Y염색체를 지닌 유전자를 분석하기 위해 여러 남성 조직(특히 고환)의 표본과 비교를 위한 조류인 닭의 포본을 조사했다.
이에 대해 연구팀은 모든 Y염색체의 염기배열순서를 조사하는 것은 엄청난 과제이므로 대신 지름길을 선택했다고 밝혔다.
이들은 성별에 따른 조직세포의 배열을 비교하면서 Y염색체와 다른 모든 염색체를 제외하는 방식으로 남성의 Y염색체에 관한 정보를 나타낸 가장 큰 유전자 지도를 작성했다. 이런 계산 과정은 총 2만 9500시간 이상이 소요됐다.
연구팀은 유전자 분석을 위해 연구소가 보유한 고성능 DNA 염기서열분석장치(DNA sequencer) 등을 사용했다.
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그 결과, 유태반류와 유대류의 성을 결정하는 유전자(SRY로 명명)는 약 1억 8000만 년 전 이 두 계통의 공통된 조상에서 형성됐으며 단공류 동물이 지닌 Y염색체 발생에 관여한 또 다른 유전자(AMHY로 명명)는 약 1억 7500만 년 전 발생한 것으로 확인됐다.
연구에 참여한 헨리크 캐스만은 “이 두 유전자는 남성의 고환 발달에 관련이 있다”면서 “거의 같은 시기에 출현했지만 이들은 완전히 독립적인 방식으로 작용한다”고 설명했다.
성을 결정하는 체계의 본질은 아직 모든 동물에서 밝혀지지 않았지만 이번 연구가 명시한 공통된 조상에서는 아직 Y염색체가 존재하지 않았다.
이에 대해 다른 성염색체나 온도와 같은 환경적 요인이 관련이 있다는 견해도 제시됐다. 이는 오늘날 악어의 성별이 온도의 차이에 따라 결정되기 때문이다.
이런 질문에 대해 연구를 이끈 디에고 코르테스 교수는 이번 연구는 포유류에 한정되므로 모든 동물의 성을 결정하는 유전자는 아직 명확히 알 수 없다고 설명했다.
한편 이번 연구결과는 세계적인 과학학술지 네이처 온라인판 23일 자로 공개됐다.
사진=포토리아
윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
