서울--(뉴스와이어)--전주대학교 김홍남 교수는 선태식물(이끼)의 DNA 수준에서 유전적 변이를 연구하면서 지금까지 일반적으로 인정되어 왔던 것과는 정반대의 분자진화 양상을 발견했다.

이끼는 화석적인 증거로 지구상에 약 2억년 전에 나타난 최초의 육상식물로 지구를 지켜온 식물이다. 이끼는 생태적으로는 매우 중요한 위치를 차지하고 있음에도 불구하고 다른 분야에 비하여 그 연구는 깊게 진행되어 있지 않으며 연구자도 매우 드물고 국내에서는 이끼를 분류할 수 있는 학자는 전무하다.

이끼는 짧은 생식기간을 제외하고는 일생의 대부분을 반수체로 생활을 한다. 그러나 유성생식을 할 수 있는 기회를 갖지 못하는 개체는 일생을 반수체로 보낸다. 따라서 지금까지 이끼를 연구하는 연구자들은 반수체인 경우에는 유전적 보호장치 (genetic shelter)가 없으므로 돌연변이가 일어나면 사망하므로 유전적 변이가 거의 없는 것으로 인식하고 있었다.

그러나 히스톤 3 유전자를 크로닝하여 염기서열을 조사한 결과 많은 유전적 변이가 있음을 발견하였다. 초파리에 비하여 30-100배 유전적 변이가 있는 것으로 나타났다. 히스톤 3 단백질은 세포내의 DNA가 질서 있게 존재하도록 DNA와 결합하는 단백질로 이를 암호화하는 히스톤 유전자는 매우 보전적인 유전자(유전적 변이가 거의 없는 유전자)로 알려져 있어 지금까지 연구 결과로는 유전적 변이 량이 매우 적다.

56개의 히스톤 3 유전자의 염기서열의 계통관계를 조사하여 지금까지 인식되어 왔던 분자 유전양상과는 다른 양상으로 진화하였다는 것을 입증하였다. 히스톤 유전자와 같은 다중 유전자는 협조 진화한다고 알려져 있다. 즉, 다중 유전자는 유전자간에 상호 정보교환으로 진화하면서 균일화 된다는 것으로 유전적 변이가 거의 없다. 그러나 이끼의 히스톤 유전자에는 길이와 위치에서 많은 차이를 나타내는 인트론이 존재하고 지금까지 인식되어 왔던 협조진화 양상이 아니고 비협조적으로 진화를 한다는 것이 유전자 계통수 분석으로 입증되었다. 즉, 동일한 기능을 갖는 각각의 유전자가 다중 유전자임에도 불구하고 거의 독립적으로 진화를 한다는 것이다.

이끼의 히스톤 유전자의 분자 진화양상에 대하여 세계적인 유전학 잡지인 Genes & Genetic Systems 2004년도 79호에 실렸다.

본 연구를 수행하였던 김홍남 교수 (전주대학교 EM 연구개발단)는 LG 상록재단의 지원으로 선태식물을 지속적으로 연구하고 있다.

김홍남 교수 011 - 654 - 6708



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