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2019년 6월 12일 수요일

성의 진화는 전이성 암 때문?



(By blending genetics, sexual reproduction produces greater genetic diversity in a population, limiting the transmission of cancer cells across individuals in the population. This genetic diversity facilitates detection of the invading non-self cells and also limits the chances that the transmissible cancer cells are preadapted to the new host. Thus, cancer cells regularly emerge in individuals, but often malignant cells fail to be transmitted. Credit:
PLOS Biology , 10.1371/journal.pbio.3000275)


성의 진화는 생물학에서 가장 흥미로운 질문 중 하나입니다. 짝을 찾지 않아도 되는 무성 생식은 확실하게 자신의 유전자를 100% 전달할 수 있으며 비용이 많이 들고 종종 위험할 수 있는 짝짓기를 시도할 필요가 없다는 큰 장점이 있습니다. 하지만 그럼에도 불구하고 크고 복잡한 동물일수록 유성 생식을 선호한다는 점은 큰 모순처럼 보입니다. 이를 설명하기 위해 여러 가지 이론들이 나왔는데, 전이성 암 (transmissible cancer) 그 이유 중 하나일 수 있다는 가설이 등장했습니다. 


 프랑스 몽펠리에 대학 (Université de Montpellier)의 프레드릭 토마스 (Frédéric Thomas)가 이끄는 연구팀은 태즈매니아 데빌(Tasmanian devils) 등 일부 동물에서 볼 수 있는 전이성 암이 성 진화의 원인일 수 있다는 가설을 주장했습니다. 저자들이 주장하는 가설의 요지는 다음과 같습니다. 다세포 생물이 진화하면서 생기는 문제는 계속해서 증식하려는 각 세포의 욕구를 적절히 억제하는 것입니다. 단세포 생물의 경우 조건만 맞으면 무한 증식하게 마련이지만, 다세포 생물 안에서 세포가 그렇게 무한 증식하면 결국 암세포가 되어 개체를 파괴시키기 때문에 이를 억제할 메카니즘이 필요한 것입니다. 


 그런데 만약 한 개체의 암세포가 다른 개체로 전이될 수 있다면 어떻게 될까요? 유전적으로 100% 동일한 개체라면 이를 막을 수 있는 방법은 사실상 없습니다. 반면 유전적으로 다른 개체로 이뤄진 집단에서는 면역 시스템이 거부 반응을 일으켜 차단하기 때문에 태즈매니아 데빌 같은 일부 예외를 제외하고는 문제가 생길 여지가 없습니다. 따라서 성의 진화가 전이성 암을 예방하는데 도움을 줄 것입니다. 


 흥미로운 주장이긴 하지만, 이를 검증하는 일은 만만치 않을 것 같습니다. 기본적으로 전이성 암이 매우 흔하다면 말이 되겠지만, 사실 그렇게 쉽게 볼 수 있는 경우가 아니기 때문입니다. 예를 들어 진딧물처럼 무성 생식도 자주 하는 동물에서 전이성 암을 쉽게 볼 수 있느냐면 그건 아닙니다. 반면 가장 유력한 이론 가운데 하나인 박테리아나 바이러스 같은 전염성 질환의 경우 매우 흔하게 볼 수 있습니다. 성의 진화가 다양한 면역 시스템을 만들어 전염병에 대한 전파를 막기 위한 것이란 가설이 더 설득력 있는 이유입니다. 


 다만 이 가설 역시 완벽한 건 아니고 여전히 논쟁이 많은 분야라 앞으로도 여러 가지 가설이 나올 것 같습니다. 


 참고 


Thomas F, Madsen T, Giraudeau M, Misse D, Hamede R, Vincze O, et al. (2019) Transmissible cancer and the evolution of sex. PLoS Biol 17(6): e3000275. doi.org/10.1371/journal.pbio.3000275



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