네이처 논문 “돌연변이, 무작위 발생 아냐”…다윈 ‘자연선택설’ 뒤집나

이 연구에 참가한 연구자들은 3년에 걸쳐 ‘애기장대’를 대상으로 연구를 진행했다. 애기장대는 작은 속씨식물로 상당히 작은 게놈을 지니고 있는 것으로 알려져 있다. 연구자들은 애기장대의 게놈에 약 1억 2천만 개의 염기쌍을 포함하고 있어 이를 택했다고 했다. 인간의 게놈은 30억 개로 이루어져 있어 염기쌍이 상대적으로 적은 애기장대가 표본으로 적합하다는 것이다. 애기장대는 식물의 실험용 ‘쥐’로 취급되며 실험용으로 자주 쓰인다.

막스 플랑크 연구소(Max Planck Institute) 실험실에서 유전자 돌연변이 확인을 위해 수백여 개의 애기장대를 조심스럽게 키우며 시퀀싱(sequencing·염기서열 결정)했다. 그 결과 백만 개 이상의 변형과 패턴을 발견해냈다.

막스 플랑크 연구소의 데틀레프 바이겔(Detlef Weigel) 수석 연구원은 “돌연변이 유전자는 무작위로 일어나지 않는다는 것을 발견했다”며 “일부 유전자 조각은 돌연변이 가능성이 낮으며, 이들 유전자는 모두 세포 성장과 유전자 발현에 관여한다”고 강조했다.

그러면서 “이러한 유전자 조작은 생물학적으로 중요한 기능을 하기에 돌연변이가 덜 발생하는 것으로 보인다”고 분석했다.

바이겔 연구원은 그러면서 “이러한 유전자 조작에 결함이 있다 하더라도 스스로 복구하는 데 더 효율적이라는 것을 발견했다”고도 했다.

추가 분석에서는 변이가 일어나기 쉬운 유전자의 경우, 유전자를 둘러싼 단백질의 유형과 관련이 있음이 밝혀졌다. 웨이겔 연구원은 “이는 변이를 일으키는 경향이 강한 유전자가 무엇인지 알아내는 데 좋은 지표”라며 “매우 유용할 것”이라고 강조했다.

그는 식물에는 가장 중요한 유전자를 보호할 방법을 가지고 있다고 강조했다. 이러한 방법을 사용하면 돌연변이로부터 인간 유전자를 보호하는 방법을 찾아낼 수 있기에 매우 흥미진진하다고 그는 설명했다.

이 실험에서 식물이 생존하기 위해 돌연변이로부터 유전자를 보호하도록 진화했음이 증명되면서 다윈의 자연선택설에 반전을 가져다줬다.

돌연변이가 발생하기 쉬운 유전자를 알아내면 농업 전문가들은 더 나은 품종을 개발하거나 유전적 돌연변이로 인한 난치병을 치료하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 전문가들은 예상했다.