연구팀은 SERPIN 계열 유전자가 설치류의 방울뱀 독 저항에 기여할 수 있음을 보여 주었습니다. 이전 연구에서 SERPINA1이 유럽산 방울뱀 독을 억제할 수 있음이 드러난 바 있고, 이번에는 상대적으로 덜 알려진 SERPINA3를 중심으로 검토했습니다. 그 결과 나무쥐는 SERPINA3를 열두 개로 복제해 보유하고 있었습니다.
복제는 주로 연속 복제(tandem duplication)를 통해 일어나며, 원래 유전자는 기존 기능을 유지하는 동안 새 복제본은 다른 기능으로 진화할 수 있습니다. 연구진은 미시간 대학교 생명과학 연구소의 매튜 홀딩(Matthew Holding) 연구실에서 실험을 진행했고, 각기 다른 12개의 SERPINA3 유전자가 만든 단백질을 방울뱀 독 샘플과 함께 검사했습니다.
실험 결과 많은 SERPINA3 단백질이 독의 특정 구성 요소에 직접 결합해 독성을 차단했습니다. 단백질들은 활성이 매우 다양했고, 일부는 독과 상호작용하지 않아 다른 역할을 암시했습니다. 한 단백질은 서로 다른 두 독성 구성 요소를 동시에 억제했습니다. 연구자들은 독 유전자의 연속 복제가 흔한 점을 지적하며, 포식자와 먹이의 공진화 과정에서 먹이가 저항성을 얻으면 독 단백질이 변화하고 다양해질 수 있다고 제안했습니다.
- Matthew Holding
- Meilyn Ward
- Laura Haynes
- David Ginsburg
- Mark Margres
- Marjorie Matocq
연구는 미국 국립보건원(NIH)과 미시간 대학교의 Honors Summer Fellowship의 지원을 받았습니다. 홀딩은 유전자 복제가 독 저항성에 기여할 수 있음을 보여 주며, 이것이 "설치류의 생존 도구 상자에 한 가지 도구를 더하는 것"이라고 밝혔습니다.
어려운 단어·표현
- 연속 복제 — 인접한 위치에서 같은 유전자가 반복되는 현상
- 계열 — 비슷한 기능을 가진 유전자의 묶음
- 억제하다 — 어떤 작용이나 반응을 막거나 줄이다억제할, 억제했습니다
- 상호작용 — 두 대상이 서로 영향을 주고받는 일상호작용하지
- 공진화 — 서로 영향을 주며 함께 진화하는 과정
- 저항성 — 외부 영향이나 공격에 견디는 능력
팁: 글에서 강조된 단어에 마우스를 올리거나 포커스/탭하면, 읽거나 들으면서 바로 간단한 뜻을 볼 수 있습니다.
토론 질문
- 연속 복제로 유전자가 늘어나는 것이 한 종의 생존에 어떤 장점과 단점을 줄 수 있을까요? 예를 들어 설명해 보세요.
- 이 연구 결과를 바탕으로 사람이나 가축의 독성 물질에 대한 저항성을 연구할 때 어떤 점을 고려해야 할까요?
- 연구진이 여러 유전자 복제본의 단백질 활성이 서로 다른 것을 발견했습니다. 이러한 다양성이 생태계에서 어떤 의미를 가질지 자신의 생각을 설명해 보세요.
