AI 요약
콜드 스프링 하버 연구소(CSHL)를 포함한 국제 공동 연구팀이 4억 년 이상 유지된 거대한 식물 DNA 아카이브를 발견했습니다. 연구팀은 전 세계 284개 종, 314개의 식물 게놈을 비교 분석하여 유전자의 활성화 시점과 방식을 제어하는 230만 개 이상의 '보존적 비부호화 서열(CNS)'을 식별했습니다. 그동안 과학계에서는 식물의 유전자 조절 DNA가 진화 과정에서 동물처럼 잘 보존되는지에 대해 회의적인 시각이 있었으나, 이번 연구는 이를 정면으로 반박하는 결과입니다. 특히 발견된 일부 서열은 4억 년 전 속씨식물이 비속씨식물 조상으로부터 갈라져 나오기 이전부터 존재했던 것으로 나타났습니다. 이번 성과는 '컨서베토리(Conservatory)'라는 새로운 컴퓨팅 도구를 활용해 미세한 유전자 집단의 배열과 구성을 분석함으로써 가능해졌습니다. 이는 식물 생물학 및 진화 유전학 분야에서 수십 년간 이어져 온 난제를 해결한 중요한 발견으로 평가받고 있습니다.
핵심 인사이트
- 콜드 스프링 하버 연구소(CSHL)는 2026년 3월 14일, 4억 년 넘게 보존된 230만 개 이상의 식물 유전자 조절 DNA 서열을 발견했다고 발표함.
- 이번 연구는 284개 식물 종의 게놈 314개를 비교 분석하여, 유전자의 On/Off를 제어하는 '보존적 비부호화 서열(CNS)'을 대량 추출함.
- 히브리 대학교(Idan Efroni), 캠브리지 세인즈버리 연구소(Madelaine Bartlett), CSHL(Zachary Lippman) 등이 협업하여 새로운 분석 툴인 '컨서베토리(Conservatory)'를 개발함.
주요 디테일
- 연구진은 식물의 유전자 자체가 종간에 유사함에도 불구하고 조절 DNA의 보존 여부가 불투명했던 기존 학설의 의구심을 해소함.
- 발견된 CNS 중 일부는 꽃을 피우는 식물(속씨식물)이 출현하기 전인 4억 년 전 고대 조상 단계부터 보존된 것으로 확인됨.
- '컨서베토리' 툴은 유전자 클러스터의 배열과 구성을 아주 작은 규모에서 분석하여 현대 식물과 고대 조상 종 사이의 패턴을 추적함.
- 이번 연구 성과는 세계적인 학술지인 '사이언스(Science)'지에 게재되었으며, 식물의 생물학적 변화를 '심층 시간(deep time)' 관점에서 추적할 수 있게 함.
- 기존 동물 게놈 연구에 비해 상대적으로 규명이 늦었던 식물 유전자 조절 메커니즘 연구에 방대한 데이터셋을 제공함.
향후 전망
- 고대 유전자 스위치 데이터를 활용해 기후 변화에 강한 작물 개발 등 농업 혁신을 위한 정밀 유전자 교정 기술에 기여할 것으로 기대됨.
- 식물의 복잡한 진화 과정을 규명하는 새로운 이정표가 될 것이며, '컨서베토리' 툴은 향후 다른 종의 게놈 분석에도 확장 적용될 가능성이 높음.
출처:sciencedaily