생명과학과 윤환수 교수 연구팀이 갈조류 유전체에 대한 연구 결과를 세계적인 학술지 셀(Cell)에 발표하며, 기후 변화에 따른 갈조류 생태계의 적응과 진화의 비밀을 규명해 학계의 주목을 받고 있다.

본 연구는 윤 교수와 함께 연구실 소속의 최석완 박사과정 학생, 조지훈 박사(현 국립호남권생물자원관 소속), 루이 그라프 박사(현 프랑스 Ecole Normale Supérieure de Paris 소속)가 핵심 분석을 수행한 초대형 국제 연구 프로젝트 ‘페오익스플로러(Phaeoexplorer)’의 일환으로 진행되었다. 본 프로젝트에는 13개국 36개 이상의 연구기관이 참여하였으며 한국에서는 유일하게 성균관대 윤환수 교수팀이 연구에 참여했다.

갈조류는 미역과 다시마 등 주요 해조류가 속한 생물군으로 식량으로서의 경제적 가치와 더불어 이산화탄소를 줄이는 ‘블루카본’의 역할로 중요성이 커지고 있다. 그러나 갈조류의 생태적, 상업적 가치에도 불구하고 유전체 연구는 여전히 부족한 실정이었다. 이번 연구에서는 생태적으로 중요한 44종의 갈조류와 그 근연종들을 대상으로 한 유전체 분석을 통해 갈조류가 생존과 적응을 위해 진화해 온 과정을 구체적으로 규명했다.

윤 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 갈조류가 약 4억 5천만 년 전 오르도비스기 시기에 단세포 생물에서 다세포 생물로 진화한 첫 번째 주요 단계를 확인하였다. 이 시기 갈조류는 세균으로부터 유전자 수평 이동을 통해 알긴산과 같은 세포벽 구성 물질을 획득하면서 세포 간 신호 전달이 가능해져 해양 무척추동물 포식자로부터 보호받을 수 있었던 것으로 추정한다. 이후 약 2억 년 전 트라이아스기 시기 판게아 분리에 따라 대규모 종 분화가 발생하였으며, 다양한 생활사와 대사 과정을 지닌 갈조류가 출현하였다.

윤환수 교수는 “기후 변화로 해양 생태계가 급속히 변하고 있다. 과거 생태계 변화 속에서 갈조류가 어떻게 진화하고 적응해왔는지를 연구하는 것은 앞으로의 해양 환경 변화에 대한 이해와 대응 방안을 모색하는 데 중요한 기초가 될 것”이라고 강조하였다.

본 연구는 해양수산부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었으며, 연구 결과는 셀(Cell)에 11월 20일에 온라인 게재되었다.

※ 논문제목: Evolutionary genomics of the emergence of brown algae as key components of coastal ecosystems

※ 저널: Cell

▲ 갈조류 종 분기시간 분석 결과