생명연, “성문화가 진화에 영향을 주었다”

인간과 침팬지의 서로 다른 성문화(性文化)가 진화에 영향을 주었다는 분자생물학적 근거가 국내 연구진에 의해 밝혀졌다.

한국생명공학연구원(생명硏, 원장직무대행 최용경) 박홍석 박사 연구팀이 주도하고 일본 국립바이오의학연구소(하시모토 박사) 및 동경대학교(스가노 박사) 등이 공동으로 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)의 ‘원천기술개발사업’ 및 생명硏 ‘창의연구사업’의 지원을 받아 수행되었다.

이번 연구결과는 유전체분야의 권위 있는 전문 학술지 “기능 및 통합 유전체 (Functional & Integrative Genomics)” 4월호 온라인 판에 게재되었다(4월18일). (논문명: Major chimpanzee-specific structural changes in sperm development-associated genes)

박홍석 박사팀은 인간과 침팬지를 확연하게 구별 짓는 중요한 특징이 생리적 활동이라는 사실에 주목하고, 침팬지 수컷의 정소에서 1,933 종류의 유전자 정보를 발굴하여, 인간과 침팬지의 정소기능(정자생성력, 운동력, 지구력, 수정력 등)과 관련된 유전자들을 포괄적으로 비교 연구하였다.

그 결과, 인간과 침팬지의 정자(精子) 생성 및 정자 기능에 관련된 50% (39/78개) 유전자들에서 유전자 구조 및 유전자 정보가 서로 다르다는 것을 최초로 밝혀냈다.

특히, 정자의 숫자, 정자의 운동속도 및 지구력과 밀접한 관련성이 깊은 3개 유전자(CD59, ODF2, UBC)에서 침팬지만의 특이적 구조가 존재한다는 것을 발견하였다.

본 연구팀은 인간과 침팬지에서 다른 조직과는 달리 정소에서 유전자 변이가 큰 원인은 인간과 침팬지들이 갖고 있는 뚜렷한 생리적 차이, 즉 전혀 다른 성문화의 방식에 영향을 받은 것으로 해석하였다.

인간은 대부분 “일부일처” 사회구조이며, 침팬지는 “다부일처”의 성문화를 형성하고 있다. 따라서 인간은 후손을 만드는 난자의 소유 경쟁이 불필요한 반면, 침팬지 사회는 한 마리의 암컷에 대하여 여러 수컷들이 다발적으로 교미를 하는 성문화를 갖고 있기 때문에 난자의 소유 경쟁이 매우 치열하다. 이러한 사회구조의 차이로, 침팬지가 인간보다 암컷의 난자 소유경쟁에서 이길 수 있는 우수한 정자를 만들기 위한 생리적 욕구가 훨씬 강하게 작용해 왔을 것으로 해석할 수 있다.

본 연구팀은, 진화의 과정에서 인간과 침팬지의 성문화의 차이는 유전자 변화에 영향을 주었으며, 궁극적으로 인간과 침팬지의 생태적, 기능적 차이를 만드는데 공헌하였을 것으로, 본 연구의 결과를 해석하고 있다.

또한, 본 연구에서 최초로 규명한 정소관련 유전자 정보는 향후, 선천성 남성불임의 원인규명 등 정자의 기능과 관련된 남성의 비뇨기 질환 진단 및 치료연구를 위한 원천정보로 활용될 가능성을 제시하고 있다.