기본 콘텐츠로 건너뛰기

네안데르탈인과 현생인류의 이종교배는 10만년 전에도 발생했다



(Scenario of interbreeding between modern humans and Neanderthals: Neanderthal DNA in present-day humans outside Africa originates from interbreeding that occurred 47,000 - 65,000 years ago (green arrow). Modern human DNA in Neanderthals is likely a consequence of earlier contact between the two groups roughly 100,000 years ago (red arrow). Credit: © Ilan Gronau)​
​
​
 국제 과학자팀이 인간과 네안데르탈인의 DNA를 새롭게 분석해서 과거 현생 인류의 조상과 네안데르탈인과의 이종 교배가 적어도 두 번 이상 걸처서 일어났다는 증거를 발견했습니다. 콜트 스프링 하버 연구소의 아담 시펠 교수(Professor Adam Siepel, a co-team leader and Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) )​가 이끄는 연구팀과 막스 플랑크 연구소의 과학자, 그리고 다른 연구소의 다국적 연구팀은 10만년 전 현생 인류의 조상이 아프리카를 빠져나와 네안데르탈인과 이종교배를 한 흔적을 DNA에서 찾아냈습니다.
​
​
 현생 인류는 아프리카에서 15-20만년 전에 다른 호미닌 집단에서 진화했습니다. 이후 아프리카에서 점차 진화하던 인류가 아프리카에서 빠져나온 것은 7만년 전쯤이라고 생각되고 있습니다. 그리고 2010년 DNA를 해석하는데 성공한 네안데르탈인의 DNA를 비교 연구하여 현생 인류의 조상 중 아프리카에서 나온 그룹과 네안데르탈인이 47,000-65,000 만년 전 이종 교배를 했다는 증거가 발견되었습니다. 그리고 나중에는 또 다른 호미닌 집단인 데니소바인과의 이종 교배 역시 존재했다는 사실이 분명해졌습니다.
​
​
 네안데르탈인과 현생인류의 이종교배 : ​ http://blog.naver.com/jjy0501/100202007409



 이와 같은 이종 교배는 실제 진화가 교과서적인 도식대로 일어나는 게 아니라는 사실을 의미합니다. 한 생물종이 여러 가지 이유로 분리되는 경우 시간이 흐르면서 유전자의 차이가 누적되어 다른 종으로 분화할 수 있습니다. 하지만 사실은 교배가 불가능한 수준으로 분화되기 전까지는 이종교배가 가능한 것입니다. 이를 통해서 생물종이 더 다양한 DNA를 확보하는 경우도 있습니다. 이전에 소개한 북극곰의 사례 (이전 포스트 참조 http://blog.naver.com/jjy0501/100165604487 )가 대표적인 경우일 것입니다.
​
​
 호미닌 집단 사이에도 비슷한 일이 발생한 것은 놀랄 만한 일이 아닙니다. 인류는 꽤 엄청난 거리를 이동할 수 있는 능력을 지녔기 때문입니다. 네안데르탈인도 꽤 넓은 지역에 걸쳐 번성했고 인류의 조상은 아프리카를 나온 후 전 세계에 퍼졌습니다. 당연히 둘 사이의 이종교배의 기회는 여러 차례 있었을 것입니다.
​
​
 이번 연구에는 네안데르탈인의 DNA에 남아있는 현생 인류의 흔적을 찾는 것이었습니다. 대상은 시베리아 남서부의 러시아 - 몽골 국경지대의 알타이 산맥에서 발견된 네안데르탈인입니다. 네안데르탈인 여성의 작은 발가락 뼈에서 추출한 DNA를 분석한 결과 아마도 10만년 전 현생인류와 접촉이 있었음을 시사하는 증거가 발견되었습니다. 반면, 함께 조사한 데미소니안인에게서는 이 흔적을 발견할 수 없었습니다.
​
​
 이 발견이 의미하는 것은 현생 인류 집단이 이미 10만년 전 아프리카를 떠난 적이 있으며 그 흔적을 DNA에 남겼다는 것입니다. 사실 분석한 개체 수가 적다는 점을 감안하면 실제 접촉은 그보다 더 흔했을지도 모릅니다.  
​
​
​

(동영상)
​
​
 이와 같은 DNA 교환은 인간 사이의 변이를 늘리는데 도움을 주었을 것입니다. 하지만 주의해야 할 점은 사실 인간 끼리의 DNA 차이는 0.1%에 이내라는 것입니다. 네안데르탈인과 데니소바인 모두 인류에게 일부 유전자를 공급했지만, 양적으로 따지면 5% 미만의 차이였고 그나마 인류와 본래 비슷한 집단이라 유전자가 엄청나게 차이가 나는 것도 아니었습니다. 다시 말해 겉보기와는 달리 인류는 생각보다 유전적으로 매우 동일한 집단이라는 것이죠.
​
​
 아무튼 과거 인류와는 다른 집단으로 생각되었던 다양한 사람과의 종들이 인류와 이런 저런 관계를 맺었다는 것 자체로 매우 흥미로운 이야기가 아닐 수 없습니다. 네안데르탈인 여성과 현생 인류 남성, 혹은 그 반대의 경우에도 주변의 반대없이 잘 살았는지 궁금하네요.
​
​
​
 참고  


  "Ancient gene flow from modern humans into Siberian Neanderthals" appears online in NatureWednesday, February 17, 2016:nature.com/articles/doi:10.1038/nature16544                                          




댓글

이 블로그의 인기 게시물

중등도 코로나 19 환자에서 제한적인 효과만을 확인한 렘데시비르

   현재 렘데시비르는 인공 호흡기 치료가 필요한 환자 등 중증 코로나 19 환자의 치료제로 사용되고 있습니다. 다만 공급이 부족해서 갑자가 중증 코로나 19 환자가 늘어날 경우 수급 문제가 불거질 수밖에 없습니다. 따라서 이를 중등도 코로나 19 환자 (경증이나 무증상은 당연히 치료가 필요없거나 대증 요법 정도) 사용한다는 것은 지금 당장에 급한 연구는 아니지만, 나중에 수급량이 많아지고 가격이 낮아질 때를 생각하면 의미 있는 연구 결과입니다.   렘데시비르 제조사인 길리어드 사이언스의 다아애나 브레이너드 박사 ( Dr. Diana Brainard of Gilead Sciences )는 병원에 입원이 필요했던 중등도 코로나 19 환자 584명을 렘데시비르 5일, 10일 투여 실험군과 위약을 투여한 대조군으로 나눠 임상 경과, 사망 등 중요한 합병증 발생 등에서 차이를 보이는지 조사했습니다. 연구 대상자의 40% 이상은 당뇨 같은 만성 질환이 있었으며 평균 연령은 57세였습니다.   연구 결과 대조군의 2%, 5일 투여군의 2%, 10일 투여군의 1%가 사망했으나 사망자 수가 4명, 3명, 2명 정도로 통계적 차이를 판단하기에는 사망자 수가 적어 결론을 내리기 어려웠습니다. 연구팀은 5일 투여군에서 임상 경과가 다소 호전되는 것을 판단했으나 10일 투여군에서는 통계적 차이를 검증할 수 없었습니다. 결론적으로 말해 중등도 코로나 19 환자에서 렘데시비르 투여는 확실한 임상적 이득이 없었습니다.     5일 투여량만 해도 가격이 3120달러라는 점을 감안할 때 중등도 환자에서 렘데시비르 투여는 설령 공급이 원활하다고 해도 적절한 치료법이 아닌 것으로 판단됩니다. 더구나 지금처럼 공급이 불안해 중증 환자 투여 물량 확보가 아쉬운 상황에서는 말할 것도 없습니다.  이번 연구는 렘데시비르보다 효과가 뛰어나면서 저렴한 차세대 항바이러스 치료제의 필요성을 다시 보여준 것으로 생각됩니다....

178Tb/s - 광섬유 통신 신기록 수립

  ( Lidia Galdino, lead researcher on the study. Credit: James Tye / UCL )  현재 가정에 들어오는 초고속 광통신은 10Gb/s 정도가 가장 빠른 편입니다. 그러나 사실 광섬유를 통해서 보낼 수 있는 정보량은 이것보다 훨씬 많습니다. 현재 개발 중인 기술 가운데서는 이미 1Tb/s 이상이 속도를 지닌 것들이 많아 미래에는 테라 인터넷 시대가 가능할 것으로 예상됩니다. 그런 가운데 영국 유니버시티 칼리지 런던 (UCL)의 리디아 갈디노( Lidia Galdino )가 이끄는 연구팀이 178Tb/s라는 신기록을 세웠다는 소식입니다.   광섬유 통신을 위한 주파수는 4.5THz까지 높일 수 있습니다. 최근에 개발된 신기술은 9THz 벽도 돌파했습니다. 그러나 연구팀은 16.8THz라는 새로운 영역에 도달했습니다. 주파수가 높을 수록 더 많은 정보를 전송할 수 있습니다. 하지만 16.8THz의 주파수로도 178Tb/s의 데이터 전송 속도는 사실 불가능합니다. 연구팀은  Geometric Shaping (GS) 방식으로 레이저 신호의 페이즈, 밝기, 편광 수준을 조절해 여러 신호가 서로 간섭 없이 전달되게 만들어 이런 신기록을 수립했습니다.   물론 새로운 기술이 항상 그렇듯이 바로 상용화가 가능한 것은 아닙니다. 특히 광섬유는 장거리 정보 전송이 가능해야 할 뿐 아니라 오류 없이 장시간 작동이 가능해야 합니다. 자꾸 에러가 생기거나 고장난다면 아무리 속도가 빨라도 무용지물입니다. 이 단계를 극복하고 경제성까지 갖춰 실용화 되는 경우는 사실 소수에 지나지 않습니다.   하지만 경쟁적으로 Tb 급 대역폭을 지닌 광통신 기술이 개발되고 있어 테라바이트 급 정보도 순식간에 전송할 수 있는 시대가 올 것은 분명합니다. 과거 전화선을 이용한 56K 모뎀에서 지금의 광섬유 기반 초고속 인터넷이 온 것처럼 속도는 계속 빨라질 수밖에 없기 때문입니다...

코로나 19 감염 위험성이 큰 동물은?

  ( A new genomic study ranks the potential of the SARS-CoV-2 spike protein to bind to the ACE2 receptor site in 410 vertebrate animals. Old World primates and great apes, which have identical amino acids at the binding site as humans, are predicted to have a very high propensity for binding ACE2 and are likely susceptible to SARS-CoV-2 infection. Credit: Matt Verdolivo/UC Davis )    코로나 19를 일으키는  SARS-CoV-2는 사스 및 메르스와 마찬가지로 박쥐를 자연 숙주로 삼는 베타 코로나바이러스 계통입니다. 따라서 본래 박쥐에 살던 바이러스가 중간 단계를 거쳐 사람으로 넘어온 것으로 추정됩니다. 그런데 이 이야기는 SARS-CoV-2 역시 사람에만 감염되는 것이 아니라 종을 넘어 다른 포유류나 조류, 혹은 척추동물에 감염될 수 있음을 시사합니다. 코로나 바이러스가 침투하는 경로인 ACE2 수용체는 다른 척추동물에서도 볼 수 있기 때문입니다. 다만 SARS-CoV-2와 ACE2 수용체의 결합 수준은 동물마다 큰 차이가 있어 감염 위험도는 모두 다를 수밖에 없습니다.   캘리포니아 대학 데이비스 캠퍼스 (UC Davis)의 조안나 다마스 (Joana Damas)와 그 동료들은 410종의 척추동물에서 ACE2 수용체 유전자를 조사해 코로나 19 감염 위험도를 조사했습니다. 연구팀에 따르면 ACE2 수용체 전체가 아니라 25개의 아미노산 배열이 특히 결합력에 큰 영향을 미쳐 감염 가능성을 결정합니다.   연구 결과 쉽게 예상할 수 있듯이 사람과 가까운 침팬치, 고릴라, 보노보...