겉으로는 알 수 없지만 일부 식물은 다른 식물보다 훨씬 더 많은 DNA를 가지고 있습니다. 그리고 더 당혹스러울 수도 있는 것은 일부는 인간을 포함한 대부분의 동물보다 훨씬 더 많은 것을 가지고 있다는 것입니다. 이제 과학자들은 거대 게놈 현상의 존재가 미스터리로 남아 있음에도 불구하고 점점 더 극단적인 사례를 공개하고 있습니다.
새로운 연구에 따르면 남태평양의 섬 체인인 뉴칼레도니아에서 발견된 소박한 양치류에서 살아있는 유기체 중 가장 큰 것으로 알려진 게놈이 확인되었습니다. 연구에 따르면 희귀한 식물에는 DNA 가닥을 구성하는 결합 단위인 1,600억 개의 염기쌍이 포함되어 있습니다. 이에 비해 인간 게놈은 고작 30억 개에 불과합니다.
스페인 바르셀로나 식물원 연구원이자 저널 Cell에 5월 31일 게재된 이번 연구의 교신저자이자 진화생물학자인 하우메 펠리서(Jaume Pellicer)는 “사소하고 보잘것없는 것들이 내부에 가장 놀라운 비밀 중 하나를 숨길 수 있습니다”라고 말했습니다.
대규모 게놈도 드물다. Pellicer에 따르면, 12,000개 정도의 문서화된 식물 게놈 중 6개를 제외한 모든 게놈은 논문에 설명된 Tmesipteris oblanceolata라는 이름의 포크 양치류보다 최소한 한 자릿수 더 작습니다.
Pellicer는 “생물학의 한계는 밝혀지지 않고 있습니다.”라고 말했습니다. 그는 알아야 합니다. 그는 계속해서 그것들을 밝혀냅니다.
이 연구 이전에 알려진 곰팡이, 식물 또는 동물 중 가장 큰 게놈은 1,490억 개의 염기쌍(기가베이스 쌍 또는 Gbp)을 보유한 파리 자포니카 꽃에 속했습니다.
Pellicer는 2010년 9월 연구에서 P. japonica 발견을 공개한 팀의 일원이었습니다. 그는 또한 2017년 5월에 왜 150Gbp가 게놈 크기의 상한선이 될 수 있는지에 대한 가설을 세운 논문을 공동 집필했습니다. 이제 그는 자신이 틀렸다는 것을 증명했습니다.
“이 프로젝트의 주요 관심은 솔직히 말해서 식물의 게놈 크기에 대한 기록을 찾는 것이 아닙니다”라고 Pellicer는 말했습니다. “우리는 게놈 거대증의 다양한 사례를 조사하고 싶습니다.”
양치류는 대규모로 반복되는 게놈을 가지고 있는 것으로 알려져 있습니다. 뉴질랜드와 태즈메이니아의 관련 샘플을 분석한 후 Pellicer는 잠재적으로 흥미로운 연구 대상으로 뉴칼레도니아 포크 양치류를 찾아냈습니다.
2023년 5월 그와 그의 팀은 야생에서 작은 식물의 샘플을 수집하여 실험실로 가져와 양치류의 게놈을 알려진 게놈 크기의 종과 비교했습니다.
포크 양치류의 거대한 게놈에 있는 DNA의 양은 인간의 것보다 50배 이상 클 수 있지만 그렇다고 해서 양치류가 더 복잡해지거나 더 많은 유전자를 가지고 있다는 의미는 아닙니다. Pellicer는 게놈의 약 1%만이 단백질을 암호화하는 유전자라고 추정했습니다. 나머지는 오랫동안 “정크 DNA”로 여겨졌던 비기능적 반복 서열이지만, 이제 과학자들은 그것이 실제로 정크가 아니라는 것을 알고 있습니다. 많은 유전적 횡설수설이 유전자의 기능에 영향을 미칠 수 있습니다.
