연구자들은 새로운 유전자가 진화하는 방식에 대한 획기적인 연구를 발표했습니다.

새로운 유전자는 어디에서 오는가? 이는 U of A의 생물학 연구자 팀이 새로운 연구에서 답하고자 하는 질문입니다.

그들은 물고기의 부동액 단백질의 진화를 조사하여 이를 수행했습니다. 부동액 단백질은 물고기가 얼음 결정에 부동액 단백질을 결합하여 얼음 형성을 방지함으로써 얼어붙은 물에서 살아남을 수 있게 해주는 필수적인 적응 과정입니다.

연구팀은 서로 관련이 없는 세 가지 어류 계통에서 이 단백질을 조사하여 놀라운 결과를 발견했습니다.

각 계통의 단백질은 기능적, 구조적으로 유사하지만, 서로 다른 유전적 출처에서 독립적으로 진화했습니다.

수렴 진화라고 불리는 이 현상은 단백질 서열이 수렴되는 드문 경우를 나타냅니다.

이는 동일한 적응적 특성, 심지어 거의 동일한 단백질 서열이 완전히 다른 진화적 궤적을 통해 생성될 수 있음을 보여줍니다.

이 연구는 새로운 유전자의 탄생으로 이어질 수 있는 다양한 진화적 메커니즘에 대한 구체적인 사례를 제공합니다.

연구 결과에 따르면 조상 유전자의 단편을 재활용하면서 완전히 새로운 코딩 영역(DNA의 단백질 코딩 부분)을 통합하여 새로운 유전자를 형성할 수 있습니다. 이 혁신적인 개념은 비코딩 영역에서 완전히 새로운 유전자를 형성하는 것과 복제된 유전자에서 새로운 기능이 발생할 수 있는 보다 전통적인 모델 간의 격차를 메웁니다.

"비관련 어류 계통에서 거의 동일한 부동액 단백질의 다양한 기원은 새로운 유전자 탄생과 단백질 서열 수렴의 진화적 메커니즘에 대한 통찰력을 제공한다"라는 연구 결과는 Molecular Biology and Evolution 에 게재되었습니다. 공동 저자로는 Nathan Rives, Vinita Lamba, CH Christina Cheng, Xuan Zhuang이 있습니다.

공동 1저자인 라이브스와 람바는 앨버타 대학교의 좡 연구실의 박사과정 학생으로, 이 연구를 감독한 생물학 조교수 쉬안 좡이 이끌고 있습니다.

정은 일리노이 대학교 어바나 샴페인 캠퍼스의 통합생물학부 교수입니다.

이 그룹의 연구는 또한 새로운 유전자 진화의 메커니즘에 대한 이해를 증진시키는 새로운 모델, 즉 복제-퇴화-발산을 소개합니다.

이 모델은 원래 역할을 잃은 기능을 가진 유전자인 퇴화된 유사 유전자에서 어떻게 새로운 유전자 기능이 발생할 수 있는지 설명합니다.

이 모델은 기능을 하지 않거나 '쓸모없는' 유전자가 어떻게 완전히 새로운 것으로 진화할 수 있는지를 강조하는데, 이 개념은 극한의 환경 스트레스 하에서 적응을 이해하는 데 중요한 의미를 갖습니다.

분자 진화의 맥락에서 이 연구는 새로운 유전자가 어떻게 탄생하고 진화하는지 이해하는 데 있어 중요한 진전을 나타내며 기능적 혁신, 즉 유전자 재활용과 적응에 대한 새로운 관점을 제공합니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/09/240919174825.htm