How the penis lost its spikes. (어째서 남성 성기는 가시를 잃었나.) 이게 기사의 원래 제목입니다. Nature News의 기사 제목 치고는 상당히 자극적이더군요. 아주 틀린 말은 아니지만 Nature도 제목 가지고 낚시하는 신공이 제법인 것 같습니다. (...) 저도 옳다구나! 이글루스 방문자 수 좀 올려보자! 떡밥을 덥썩 물었으니 뭐 할말은 없고 (...)
인간과 침팬지의 유전정보를 비교하여, 침팬지에는 있으나 인간에게는 없는 DNA 뭉치들을 발견하였고, 이 중 두 뭉치를 연구하여 이들의 결핍이 인간만의 특성의 원인이 됨을 밝혔다는 것이 그 내용입니다. 이 DNA 뭉치들의 결핍으로 나타난 인간만의 특성들이 바로 등뼈가 없는 부드러운 남성 성기, 감각을 가진 수염의 결핍, 그리고 다른 종들에 비해 유난히 큰 뇌라고 말합니다.
DNA의 획득이 아닌 결핍을 인간의 특성으로 연결시키려 했다는 점, 그리고 그렇게 밝혀진 DNA 뭉치들이 단백질 정보를 포함하지 않은 DNA들이었음에도 불구하고 영리한 방법으로 이들의 기능에 대한 단서를 제공했다는 점은 높이 살만 하지만, 글쎄요, 막상 논문을 읽어보니 이 뭉치들의 기능에 대한 단서는 그저 단서일 뿐, 확증은 되기 힘들 것 같습니다. 연구 방법의 한계도 있었겠지만, DNA 뭉치들에 대한 연구는 단지 이 뭉치들이 특정 부위(발생 중인 쥐 태아의 성기, 얼굴의 일부, 그리고 뇌의 일부분)에서 유전자(LacZ; 인위적으로 넣어준 reporter 유전자)의 발현을 유도하는 능력이 있다는 것을 보여주었을 뿐입니다. 나머지는 이 뭉치들 근처에 있는 유전자들을 찾고 이들의 알려진 기능을 바탕으로 추론한 것 뿐입니다. 물론 많은 참고문헌들을 바탕으로요.
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쥐에서 이 특정 뭉치들을 제거(knock-out)시켜 정말 성기의 등뼈가 없어지거나, 감각을 갖는 수염이 사라지거나, 혹은 뇌가 커지는 것(이건 정말 대박이겠네요!)을 보여주었다면 좋았겠지만, 역시 시간이 걸리겠죠. 아마 진행 중일지도 모르겠네요. 하지만 지금 상황에서 이 논문에서 주장하는 바를 액면 그대로 받아들이기에는 무리가 있어 보입니다.
아래 내용은 Nature News인 How the penis lost its spikes (2011.3.9)에 대한 번역입니다.
How the penis lost its spikes
인간은 부드러운 남성 성기와 더 큰 뇌를 위해 DNA의 일부를 버렸다.
Zoë Corbyn
만약 인간이 침팬지, 마카크(아프리카・아시아산 원숭이의 하나), 쥐 등과 같이 작고 딱딱한 등뼈들이 박혀있는 남성 성기를 가졌다면 인간의 성행위는 지금과는 매우 다른 방식으로 이뤄질 것이다.
California에 있는 Stanford University의 연구자들이 사람의 남성 성기가 등뼈가 없는 형태로 진화하게 된 원인을 분자 수준에서 밝혔다. 그들은 호르몬 신호전달(hormone signalling)에 관계하는 androgen receptor의 유전자 발현에 영향을 주는, 단백질 정보를 포함하지 않은 DNA(non-coding DNA) 뭉치의 결핍을 그 원인으로 지적했다.
"이는 인간 특성의 진화라는 큰 그림의 작지만 매우 흥미로운 부분입니다. 우리의 연구는 최소한 몇 십년 동안은 지속되어 온 논쟁에 분자 수준에서의 관점을 덧붙입니다."
Nautre 지에 오늘 발표된 이 연구는 또한 인간이 침팬지보다 큰 뇌를 가지도록 진화한 것에 대한, 그리고 유인원들의 얼굴에서 볼 수 있는, 감각이 있는 짧은 수염들(small sensory whiskers)을 잃게 된 것에 대한 분자적인 기작을 제시한다. (유인원들은 인간과 가장 유사한 동물이며 유인원들의 DNA는 인간의 DNA와 96%의 유사성을 보인다.)
Monogamous startegy
부드러운 남성 성기로의 진화는 인간이 일부일처제 번식전략(monogamous reproductive startegy)을 선택함에 의한 결과라고 오랫동안 믿어져왔다. 인간의 조상들은 그들이 암컷과 교접할 때 경쟁자의 정자를 제거하기 위해 수컷 성기의 등뼈를 이용했을 것이다. 하지만 이런 변화가 어떻게 일어났는지에 대해서는 정확히 알려지지 않았다.
연구자들이 처음부터 남성 성기의 등뼈를 연구하려고 했던 것은 아니다. 오히려 연구자들은 침팬지에는 있지만 사람에는 없는 DNA 뭉치들을 찾아내고 이들이 어떤 역할을 하는지 밝히고자 하였다.
Bejerano와 Kingsley는 이 연구가 인간 지놈에만 존재하는 DNA가 아닌, 인간에게만 없는 DNA를 찾는다는 점에서 기존의 연구들과 다르다고 설명한다. "우리의 연구는 인간의 지놈을 기반으로 한 연구들에서는 볼 수 없었던 것들을 다룹니다."
그들은 체계적인 연구를 통해 침팬지에는 있지만 인간에게는 없는 510개의 DNA 뭉치들을 발굴하였다. 이 DNA 뭉치들의 대부분은 유전자들 사이에 위치하는, 단백질 정보를 포함하지 않은 부위들이었다. 연구자들은 인간에는 없는, 흥미로워 보이는 두 개의 DNA 뭉치에 집중하였는데 하나는 androgen receptor (AR) 유전자에 가깝게 위치해 있었으며, 다른 하나는 암억제에 관련한 유전자인 GADD45G 에 가깝게 위치해 있었다.
이들의 기능을 연구하기 위해 연구자들은 침팬지로부터 얻은 두 DNA 뭉치들을 각각 쥐의 배아에 도입하였다. AR 유전자에 가까운 DNA 뭉치는 수컷 성기의 등뼈와 감각이 있는 수염들의 형성에 관여함이 나타났다. GADD45G 유전자에 가까운 DNA 뭉치는 특정한 뇌 영역의 성장에 제동을 거는 역할을 할 것으로 보인다. 이 유전자 뭉치가 없어짐으로써 인간이 비교적 큰 뇌를 갖는 방향으로 진화할 수 있는 길이 열렸을 것으로 보인다.
Kingsley는 다음과 같이 말한다. "이 프로젝트의 목표는 인간의 진화적 특성을 야기하는 분자 수준의 손상(결핍)이 무엇인지 찾는 것이었습니다. 이는 '결핍을 통해서도 특성을 획득할 수 있다'는, 원칙의 다른 측면들을 보여주 예시이기도 합니다."
"DNA가 어디서 발현하는지를 확인하기 전까지는 DNA 뭉치가 실제로 조절하는 스위치가 무엇인지 알 수 없었습니다."라고 Bejerano는 덧붙였다.
다른 분자생물학자들은 이 연구가 보여준 영리한 접근방법에 찬사를 보내며 이 연구가 특별히 인간 뇌의 진화에 대한 연구를 향한 새로운 길을 열었다고 말한다.
Madison에 위치한 University of Wisconsin의 동물 유전학 및 진화 전문가인 Sean Carroll은 다음과 같이 말했다. "이 연구는 마치 추리소설 같습니다. 또한 이 연구는 진화과정에서 생명체가 유전정보를 새로이 얻기도 하지만 종종 잃기도 한다는 사실을 다시 한 번 일깨워 줍니다."
"모든 것이 밝혀지고 난 뒤에 보면, 뛰어난 착상들은 자명한 것으로 보이기 마련입니다." 독일 Leipzig에 위치한 Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology의 유전학부장인 Svante Pääbo의 말이다. "500여 개의 사라진 DNA 뭉치들 중 두 개가 흥미있는 것으로 밝혀진 만큼, 나머지 뭉치들 중에서도 중요한 것들이 발견되리라 확신합니다"라고 그는 덧붙혔다. 연구자들은 남은 508개의 DNA 뭉치들에 대한 분석을 진행 중이다.
Santa Cruz에 위치한 University of California에서 인간 지놈의 분자진화(molecular evolution)에 대해 연구하고 있는 David Haussler는 우리가 조상들이 남성 성기의 등뼈를 잃어버린 덕(?)을 보고 있다고 말했다. "온 세상 커플들은 이 특정 DNA 조각이 사라진 것에 대해 감사해야할 겁니다."라고 그는 말한다. [*처음엔 이 말이 대체 뭔가 했는데... 논문을 읽어보니 인간, 남성의 경우 성기에서 등뼈가 없어진 탓에 타 동물에 비해 교미(!)시 오래 버틸 수 있다(!!)는군요. Ablation of spines decreases tactile sensitivity and increases the duration of intromission, indicating their loss in the human lineage may be associated with the longer duration of copulation in our species relative to chimpanzees. 무려 reference도 달려 있었음. ㄷㄷ]
이 글은 스프링노트에서 작성되었습니다.
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