“진핵생물 진화과정 수평유전자전이 중요성 규명”

섭씨 50도 이상의 고온과 pH 0∼4 정도의 극한환경에서 자라는 단세포 홍조류인 Galdieria phlegrea종의 유전자를 최초로 해독한 국내 연구진의 논문이 최근 ‘셀(Cell)' 자매지인 ’커런트 바이올로지‘ 10월호에 게재됐다.

성균관대 윤환수교수와 양은찬박사(한국해양과학원), 김수연.이준모 박사과정생이 미국 럿거스대학 Bhattacharya교수 연구팀과 국제공동연구를 통하여 극한환경에서 자라는 단세포 홍조류 유전체를 해독했다. 논문 제목은 ‘Adaptation through horizontal gene tranfer in the cryptoendolithic redalga Galdieria phlegrea (수평적유전자전이를 통한 홍조식물 Galdieria phlegrea의 극한환경에서의 적응진화)’

연구진들의 분석 결과, Galdieria phlegrea는 고온과 극산성에 적응하기 위하여 7개의 요소 분해효소 UreA-G를 horizontal gene transfer(수평 유전자 전이)과정을 통해 박테리아로부터 획득했다는 사실을 처음으로 밝혀낸 것이다. 이 연구는 단세포 진핵생물에서도 극한환경 적응에 필요한 유전자를 외부로부터 획득하는 적극적인 진화메카니즘이 있다는 것을 보여준 것이다. 윤환수교수는 “진핵생물의 진화에 있어 수평 유전자전이의 중요성을 뚜렷이 보여준 매우 의미 있는 연구”라고 밝혔다.

이 연구는 농촌진흥청 바이오그린21사업 중 시스템합농생명공학연구단의 지원과 미국과학재단 Red algal Tree of Life(총괄책임자 윤환수교수)의 지원으로 수행됐다.

한편 윤환수교수는 해양의 미세한 플랑크톤의 게놈서열을 ‘단세포 유전체분석’(single cell genomics)을 통하여 세계에서 처음으로 해독해냈으며, 최근 윤환수교수팀이 연구한 ‘광합성 효율을 증진하는 슈퍼 농생물체 원천기술 개발’이 미래창조과학부의 ‘2013 국가R&D우수성과' 8건중의 하나로 선정되기도 했다. 순수기초분야 우수과제로 선정된 이 연구는 ’사이언스‘지에도 실렸으며, 해양 플랑크톤을 활용하여 대체에너지를 개발함으로써 이산화탄소를 흡수해 온실가스를 감축하는 데 기여하고 신약 개발에도 응용될 것으로 기대되고 있다.



Journal reference
Adaptation through horizontal gene transfer in the cryptoendolithic red alga Galdieria phlegrea
Huan Qiu, Dana C. Price, Andreas P.M. Weber, Valérie Reeb, Eun Chan Yang, Jun Mo Lee, Su Yeon Kim, Hwan Su Yoon, Debashish Bhattacharya
Current Biology - 7 October 2013 (Vol. 23, Issue 19, pp. R865-R866)

출처: 성균관대학교,