[표지로 읽는 과학]진핵생물 진화 밝힐 고세균 배양 성공하다

2020.01.26 10:08
네이처 제공
네이처 제공

초록색의 고세균이 좌우 아래 세 갈래로 나뭇가지처럼 길게 뻗어 있다. 표면엔 오돌토돌 돌기가 형성된 모습도 보인다. 국제학술지 ‘네이처’는 12년간의 노력 끝에 수심 2533m 해저에서 채취한 아스가르드 고세균의 모습을 23일표지로 실었다.


생명체는 크게 진핵생물과 세균, 고세균으로 나눠진다. 다분화된 세포소기관과 핵을 가지고 있는 진핵생물과 달리 원핵생물에 속하는 세균과 고생물은 세포 내의 핵의 요소가 되는 물질은 있으나 핵막이 없어 핵의 구조가 없다. 


최초의 원핵생물은 대략 29~39억년 전, 진핵생물은 16억년 전에 등장한 것으로 추정된다. 과학자들은 고세균과 같은 원핵생물이 진핵생물로 진화했을 것으로 보고 있다. 하지만 이는 아직까지 추정에 불과하다. 진핵생물의 기원을 밝힐 만한 증거를 아직 찾기 못했기 때문이다.  


이마치 히로유키∙노부 마사루 일본 해양연구개발기구 연구원 연구팀은 초기 진핵세포의 진화 경로를 밝히는데 도움이 될 수 있는 ‘아스가르드 고세균’ 배양에 성공했다는 연구결과를 이번주 네이처에 발표했다. 


실험실 환경에서 아스가르드 고세균을 배양하는데 성공한 것은 이번이 처음으로 이 아스가르드 고세균은 진핵 생물의 가장 가까운 조상으로 여겨진다. 연구팀은 배양한 아스가르드 고세균의 이름을 ‘칸디다투스 프로메테오알캐움 신트로피움(Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum)’으로 명명했다.


연구팀에 따르면 이 고세균의 성장속도는 매우 느리다. 2배 정도 증식에 14~25일 정도가 걸리는 것으로 확인됐다. 또 고세균 중 일부는 표지 이미지에서처럼 외부 표면에 나뭇가지 형태의 돌기를 가지고 있는데 이 돌기를 이용해 지나가는 박테리아를 붙잡을 수 있는 것으로 분석됐다.

 

연구팀은 “붙잡힌 박테리아는 고세균에 내재화 돼 미토콘드리아와 같은 막 결합 성분으로 진화해 복잡한 생명체의 기원이 됐을 것으로 보인다”고 말했다.
 

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