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분자 진화 관점에서 본 연골 진화

전문가 제언: ○ 최근 분자 진화학의 발달에 따라 동물들이 공통적으로 갖는 유전정보가 상당히 많다는 점이 밝혀졌다. 특히, 척추동물, 초파리, 선충 등에서 많은 유전자가 공통으로 존재하는 것이 밝혀졌다. 그럼에도 불구하고 동물은 진화를 해오면서 형태나 조직에서 많은 차이를 만들어 왔다. 척추동물은 척추뼈라는 새로운 구조를 만들었으며 곤충의 날개나 멍게의 피낭도 진화의 과정에서 새로 생겨난 조직․구조이다.

○ 이러한 새로운 조직․구조의 생성은 유전자 중복과 그에 수반하는 시스제어영역의 급속한 진화가 중요한 역할을 한다는 것을 연골을 형성하는 콜라겐 진화연구로부터 알게 되었다. 또한 아그레칸 연골의 기질은 척추동물 조상동물에서 엑손 셔플링에 의해 만들어진 신규 유전자에 코딩된다는 것도 알았다.

○ 분자생물학의 발전은 생물체의 발생 과정 중 배아의 증식, 분화, 조절기구 등을 유전자 수준에서 연구할 수 있게 했으며 미분화한 세포에서 연골세포로 분화하는 과정에서 Sox9 전사조절인자가 분화에 중요한 역할을 한다는 것도 알게 되었다.

○ 지금까지 생물의 발생분화에 대해 일부는 알려져 있지만 연골에 있어 중요한 전사인자 Sox9가 하류 유전자를 어떻게 조절하는지, 어떤 네트워크를 만들어 시간과 장소에 따라 기능을 발휘하도록 하는지는 앞으로 밝혀져야 할 문제이다.

○ 동물의 형태의 차이는 시스제어영역의 진화에 의한 유전자 발현의 차이에 의해 일어나기도 하고 기존 유전자의 발현 패턴을 바꾸기만 해도 새로운 구조가 만들어 질 수 있는 것으로 밝혀지고 있어 동물의 새로운 구조 생성에 유전정보의 큰 변화가 꼭 필요한 것만은 아니다.

저자: Hiroshi Wada, Kaoru Ohtani
자료유형: 학술정보