독가시와 형광색으로 빛나는 모피를 가지고 성염색체가 10개가 존재하며 땀을 내듯이 모유를 분비하는 등 너무 기이한 특징을 겸비한 오리너구리의 게놈(염기서열)지도가 발표되었습니다.
Platypus and echidna genomes reveal mammalian biology and evolution | Nature
https://www.nature.com/articles/s41586-020-03039-0
Now We Know Why Platypus Are So Weird - Their Genes Are Part Bird, Reptile, And Mammal
https://www.sciencealert.com/platypus-genes-reveal-some-of-the-bizarre-traits-that-come-with-5x-and-5y-chromosomes
Now We Know Why Platypus Are So Weird - Their Genes Are Part Bird, Reptile, And Mammal
The first complete map of a platypus genome has just been released, and it's every bit as strange as you'd expect from a creature with 10 sex chromosomes, a pair of venomous spurs, a coat of fluorescent fur, and skin that 'sweats' milk.
www.sciencealert.com
호주에 서식하는 오리너구리는 조류와 같은 난생이지만 새끼는 포유류와 마찬가지로 모유로 성장하며 포유류 단공목에 분류되어 있습니다. 연구팀은 수컷 오리너구리를 사용하여 2008년에 염기서열이 결정된 오리너구리의 게놈지도를 분석했습니다.
현시점에서 지구상에 존재하는 포유류는 단공목 • 유대류 • 진수류라는 3그룹으로 분류되어 있고 우리 인간은 그 마지막 그룹에 속합니다. 유대류와 진수류은 모두 태생으로 아이를 낳고 있지만, 단공류는 조류와 파충류처럼 알을 낳습니다.
이 세 그룹이 언제부터 나누어지기 시작했는지는 아직 불분명하지만 '단공류가 먼저 분열하여 유대류와 진수류가 그 뒤를 이었다'라는 설과 '동시에 세 그룹이 진화했다'는 설이 있습니다. 따라서 오리너구리의 게놈을 분석하는 것은 포유류 진화의 궤적을 해명하는 데 도움이 됩니다.
단공류인 오리너구리와 짧은코가시두더지로부터 수집한 데이터에 따르면 단공류 전체가 약 1억 8700만 년 전에 유대류와 진수류에서 분기한 것을 알 수 있었습니다. 그럼에도 불구하고 반수생인 오리너구리는 1억 년 이상 그 모습에 변화가 없고 많은 유대류 및 포유류와는 달리 호주 오지의 환경에 적응하고 있습니다.
오리너구리는 10개의 성염색체를 가진 유일한 동물입니다. 오리너구리의 성염색체는 5종류의 X염색체와 5종류의 Y염색체가 환상으로 줄지어 있으며, 각각의 성염색체가 포유류의 진화 과정에서 조각난 것으로 보입니다. 이 염색체 정보를 인간과 주머니쥐, 태즈메이니아데블, 닭, 도마뱀의 게놈과 비교해보면 오리너구리의 성염색체는 인간과 같은 포유류보다 닭과 같은 조류와 공통점이 있다는 것을 알 수 있었습니다.
오리너구리는 닭처럼 알을 낳지만 새끼는 모유를 먹는 자랍니다. 게놈을 분석한 결과, 오리너구리는 알에서 새끼의 영양이 되는 알단백질을 발현할 수 있는 유전자를 약 1억 3000만 년 전에 잃은 것으로 나타났습니다. 대신 오리너구리의 게놈은 유대류와 진수류처럼 모유의 성분이 되는 카제인을 발현하는 유전자를 포함한 것을 알 수 있었습니다.
연구팀의 일원인 중국과학원 쿤밍동물연구소의 연구원 Guojie Zhang 씨는 "현존하는 모든 포유류의 모유 생산은 1억 7000만 년 전에 공룡과 같은 시대를 살았던 조상의 유전자에서 유래했다는 것을 알 수 있었습니다"라고 말합니다. 그러나 오리너구리의 모유는 혈액 유래로 모유를 만드는 소나 인간과는 다른 제작 방식을 하고 있다는 것.
또한 오리너구리는 오리같은 부리를 가지고 있으며 치아는 없습니다. 이것에 대해서도 게놈분석 결과, 오리너구리가 치아의 발생에 관련된 4개의 유전자를 약 1억 2000만 년 전에 잃은 것으로 나타났습니다.
2008년의 연구에서 오리너구리의 뒷다리에서 분비되는 독소단백질은 파충류와 같은 유전자 계통에서 발생한 것으로 나타났습니다. 즉, 오리너구리의 독성은 파충류의 친척이라는 증거입니다. 그러나 오리너구리와 같은 단공류인 짧은코가시두더지는 이 독소단백질을 발현하는 유전자를 잃은 것 같습니다.
연구팀은 오리너구리는 아직도 많은 수수께끼가 남아있다며 "오리너구리와 짧은코가시두더지의 게놈지도를 분석하면 생물학 및 진화학에 대해 더욱 진보한 통찰이 가능하게 될 것"이라고 기대를 나타냈습니다.
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