바다 거북 유전자의 놀라움은 급변하는 세상에 적응하는 데 도움이 될 수 있 습니다.

약 1억년 전 육지에 사는 거북 무리가 바다로 이동하여 오늘날 우리가 알고 있는 바다 거북으로 진화했습니다. 그러나 그들이 전 세계 바다에서 번성할 수 있었던 유전적 기반은 거의 알려지지 않았습니다. 최근에 발표된 연구에서 국립 과학 아카데미 회보매사추세츠 대학교 애머스트 대학이 이끄는 48명의 국제 연구팀은 라이프니츠 동물원 및 야생 동물 연구 연구소 및 척추 동물 게놈 프로젝트와 공동으로 녹색 거북과 장수 거북이라는 두 종의 매우 상세한 유전자 지도를 공개했습니다. 급변하는 세상에서 생존의 열쇠를 쥐고 있을지도 모르는 놀라움과 함께.

단일 종의 게놈에는 해당 종을 만드는 데 사용되는 유전적 명령 세트가 포함되어 있으며 모든 종의 게놈을 시퀀싱하는 것은 엄청난 양의 작업입니다. 이것은 전체 도서관을 과학자들이 읽을 수 있는 언어로 번역하는 것과 유사하며 지난 수십 년 동안에만 가능했습니다. 녹색 바다 거북의 경우, 약 100,000개의 유전 정보를 포함하는 “초안” 게놈이 2013년부터 이용 가능했지만, “그러나” UMass Amherst의 환경 보존에 대한 박사 후 연구원이자 새로운 연구의 수석 저자인 Blair Bentley는 말합니다. “이러한 유전 정보 조각은 정확하게 매핑되지 않았습니다. 마치 도서관에 들어가 바닥에 100,000페이지가 놓여 있는 것을 발견한 것과 같았습니다.”

거북의 게놈을 보다 정확하게 분류하기 위해 국제 팀은 최근 네이처(Nature) 저널에서 2022년 올해의 방법(Method of the Year)으로 명명한 기술인 롱 리드 시퀀싱(long read sequencing)을 포함한 새로운 기술로 눈을 돌렸습니다. 이것은 거의 모든 살아있는 종의 게놈을 시퀀싱하고 이전에 가능했던 것보다 훨씬 더 정확하게 그렇게 하는 것을 가능하게 했습니다. 거북 게놈의 시퀀싱은 VGP 의장인 Erich Jarvis와 VGL 책임자인 Olivier Fedrigo가 이끄는 록펠러 대학의 척추동물 게놈 연구소(VGL)와 막스 플랑크 분자 연구소에서 모두 수행되었습니다. Eugene Myers의 세포 생물학 및 유전학 – 새 연구의 모든 공동 저자. Bentley는 “이러한 발전 덕분에 Dewey Decimal System에 따라 모든 것을 선반에 놓는 것과 같은 작업을 수행할 수 있어 모든 것이 어떻게 조화를 이루는지 이해할 수 있습니다.”라고 말합니다.

Bentley와 그의 공동 저자는 유전자 데이터를 올바르게 구성하고 주석을 달자 놀라운 사실을 발견하기 시작했습니다. 첫 번째는 녹색과 장수거북이 약 6천만년 전에 공통 조상에서 분기되었지만 그들의 게놈은 놀라울 정도로 유사하다는 것입니다.

비슷하지만 같지는 않습니다. UMass의 환경 보존 교수이자 이 논문의 선임 저자 2명 중 한 명인 Lisa Komoroske는 “그것을 독특하게 만드는 것은 다름입니다.”라고 말합니다. 특히 녹색과 장수거북의 개체수가 인간 활동으로 인해 급격히 감소했다는 점을 고려할 때 각 종의 장기 생존의 열쇠를 쥐고 있는 것은 이러한 차이입니다.

녹색 거북은 면역에 전념하는 더 많은 유전자를 진화시켰고, 이는 새로운 병원균에 더 잘 준비된 면역 체계와 더 많은 후각 수용체를 암시합니다. 즉, 후각이 더 좋습니다. 장수거북 게놈은 또한 그들이 유전적 다양성을 낮추고 역사적으로 인구 수준이 더 낮았다는 것을 보여줍니다. Komoroske는 “이것은 축복이자 저주입니다. 왜냐하면 장수거북은 회복력이 있는 종이지만 빠르게 변화하는 환경의 문제를 해결하기 위해 진화할 수 있는 유전적 다양성이 많지 않다는 것을 의미하기 때문입니다.”라고 말했습니다. 이와 같은 통찰력은 보존 생물학자들이 빠르게 변화하는 지구에 적응하는 문제에 직면한 동물들을 보호하는 최선의 방법에 대해 더 많은 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움이 될 것입니다.

게다가 Bentley와 Komoroske가 거북의 게놈에 더 많은 시간을 할애할수록 두 종 사이의 유전적 차이의 상당 부분이 거대염색체에서가 아니라 한때 “유전적”이라고 여겨졌던 것에서 발견된다는 것이 더 분명해졌습니다. 정크”: 마이크로염색체, 또는 포유류에는 존재하지 않는 것처럼 보이지만 조류 및 파충류 게놈의 특징인 작은 유전적 비트. Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research의 연구원이자 이 연구의 다른 수석 저자인 Camila Mazzoni는 “우리는 이 마이크로염색체에서 녹색과 장수거북 사이의 대부분의 차이를 발견했습니다. 척추동물 진화에서 미세염색체의 중요성.”

“우리가 이 작업을 수행할 수 있는 유일한 방법은 다양한 분야의 과학자들이 척추 동물 게놈 프로젝트 및 NOAA 수산의 사우스웨스트 수산 과학 센터와 같은 조직과 함께 전 세계 자금 제공자들의 지원을 받는 놀라운 협력 네트워크를 통해서였습니다.”라고 말합니다. 코모로스케. 실제로 이 연구는 국립 과학 재단, 국립 해양 대기 관리국, 막스 플랑크 분자 세포 생물학 및 유전학 연구소, 국립 보건원, 하워드 휴즈 의학 연구소, 척추동물 게놈 프로젝트, 생어 연구소, 상파울루 연구 재단, 독일 연방 교육 연구부, Generalitat de Catalunya, la Caixa 재단, 비엔나 과학 기술 기금, 비엔나 시, 웨일스 정부 Sêr Cymru II, Marie Skłodowska-Curie 보조금에 따른 유럽 연합의 Horizon 2020 연구 및 혁신 프로그램, 플로리다 Sea Turtle Grants Program 및 개별 국제 기부자.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/02/230207161248.htm