생명과학과 이대한 교수, DNA 변이에서 페로몬 방언의 진화 원인을 밝히다

- 신진대사 유전자 변이를 통한 페로몬 방언 진화 기작 규명

생명과학과 이대한 교수는 미국 노스웨스턴대학교 Erik Andersen 교수 연구팀 및 코넬대학교 Frank Schroeder 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 페로몬 방언의 진화 기반을 밝힌 연구 결과를 20일 미국 국립과학원회보(PNAS)에 발표했다.

페로몬은 다양한 종에서 사용되는 화학적 커뮤니케이션의 도구로, 페로몬이 다양한 종의 행동을 조절하는 데 어떻게 이용되는지에 대해 많은 것이 알려져 있지만 이 ‘화학적 언어’가 어떻게 진화하는지에 대해서는 알려진 바가 매우 적었다.

예쁜꼬마선충은 페로몬 연구의 주요 모델로서, 페로몬이 행동뿐만 아니라 발생과 노화, 생식 등 다양한 생명현상을 조절한다는 사실이 밝혀지며 많은 주목을 받아왔다.

본 연구는 예쁜꼬마선충의 전 세계에서 채집한 95종의 야생 예쁜꼬마선충에서 44종류의 페로몬을 분석하여, 이 ‘향기 언어'에 방언이 존재한다는 것을 확인하였다. 이러한 방언을 95종 야생 예쁜꼬마선충의 전체 유전체 DNA 서열과 교차분석하여 신진대사를 조절하는 유전 변이와 페로몬 방언의 연관성을 밝혀냈다.

예쁜꼬마선충이 대화에 사용하는 페로몬은 당과 지방산을 기반으로 한 아스카로사이드(ascaroside)라는 화학물질로서, 본 연구는 지방산의 화학적 특성에 따라 방언의 양상이 크게 달라진다는 점을 확인하였다. 아울러 지방산의 대사를 조절하는 유전자의 변이에 따라 페로몬 언어에 상당한 차이가 발생함을 밝혀냈다.

이대한 교수는 “예쁜꼬마선충 페로몬 방언의 유전적 기반과 진화적 기작을 밝힌 본 연구는 앞으로 신진대사 유전자의 진화와 페로몬 언어의 다양성이 깊은 연관을 맺고 있음을 밝힌 대표적 연구로서 인용될 것으로 기대한다”라고 설명했다.