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참나무 장수 이유, 질병저항 유전자 덕분이었네!

2018년 06월 19일 00:00
이미지 확대하기350년된 영국의 참나무다-Didier Bert 제공
350년 된 영국의 참나무다-Didier Bert 제공


산에 잠시 앉아있으면 요즘도 어렵지않게 나무 위를 달려가는 다람쥐를 볼 수 있다. 인간의 발걸음이 많아진 도시의 산 속에서도 다람쥐는 무리없이 생활한다. 앞으로도 다람쥐는 그 생활을 이어갈 전망이다.

 

이렇듯 다람쥐의 장밋빛 미래를 가능케 하는 것은 숲 속에 우뚝 서 있는 참나무(oak tree)다. 참나무는 다람쥐들이 제일 좋아하는 도토리를 생산한다. 그리고 수 백년 이상 죽지 않는 긴 수명을 갖고 있어 인위적 개입이 없는 이상 숲에서 사라질 염려도 적다.

 

최근 참나무의 유전자 지도가 보고되면서 긴 수명을 갖게 된 비밀이 풀렸다. 참나무에는 다양한 종류의 질병저항 유전자군(disease-resistance gene families)이 있어 병에 걸리지 않고 수 백년을 거뜬히 견딘다는 것이었다.

 

프랑스 보르도대 소속 국립농업연구소 크리스토페 프로미온(Chistophe Plomion) 박사팀은 참나무의 수명을 길게 만드는 유전자군의 존재를 확인했다고 18일(현지시각) 학술지 ‘네이처’에 발표했다.

 

연구팀은 참나무와 유전적으로 가까운 포도나무, 코코아나무, 배나무 등 15 가지 나무 종과의 전체 유전자 서열과 하플로타입(haplotype) 비교분석을 진행했다.

 

하플로타입은 보통 약 200~600개 유전자 염기쌍으로 이뤄진 유전자 절편으로 같은 종이나 근연종 내 유전자 중 길이는 같은데 염기 구성이 2개 이상 차이 나는 부위다. 200개 이하의 염기쌍 절편일 때는 마이크로하플로타입이라고 부른다. 이를 분석하면 보다 세부적인 진화 계통도까지 파악할 수 있다. 연구팀은 적게는 150개에서 많게는 1000개의 염기쌍으로 구분한 하플로타입을 만들어 사용했다.

 

그 결과 참나무의 전체 유전자 중 73%가 질병을 일으키는 입자가 세포와 결합하는 수용체에 작용하는 유전자군임을 확인했다. 연구팀은 이를 질병저항 유전자군이라 명명하고, 크게 두가지 로 구분했다. 세포 표면에서 물질을 잡아채는 역할을 하는 톨인터류킨수용체(toll-interleukin receptor, 이하 TIR) 유전자군과 TIR과 결합하는 단백질을 발현시키는 수용체효소(recepter-like kinase, 이하 RIK) 유전자군 등이다.

 

프로미온 박사는 “다른 나무들과 달리 (참나무는) 질병저항 유전자군이 특화돼 있어 외부의 병원성 물질이 침입하기 어렵다”며 “참나무의 수명이 긴 이유”라고 설명했다. 질병을 일으키는 침입자가 참나무 세포에 침투하기 위해 거쳐야 하는 세포표면 수용체를 변형시킨다거나, 이를 경쟁적으로 방해하는 단백질을 만들어 병의 발생을 차단한다는 설명이다.

 

그는 이어 “향후 관련 참나무가 생애 동안 어떻게 단백질과 유전자의 발현량을 조절해 위기에 대응하는지 밝힐 것”이라고 말했다.

 

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