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조개와 갯지렁이에서 특유한 발생을 제어하는 유전자를 발견 ~신규 유전자 획득이 독특한 발생 시스템으로 진화시킨 가능성~

2017/10/31

 쓰쿠바 대학 생명환경계 모리노 요시아키(守野孔明) 조교, 와다 히로시(和田洋) 교수 연구 팀은 조개와 갯지렁이 등을 포함한 촉수담륜동물 특유의 초기 발생에는 촉수담륜동물의 계통이 탈피 동물(곤충과 선충 등 탈피를 하는 동물)의 계통과 나누어진 연후에 획득한 전사 인자에 의해 제어되어 온 것을 발견했습니다.

 발생에 관여하는 유전자군(전사 인자와 신호 분자)의 종류는 많은 동물이 공통으로 가지고 있으며 형태 다양성은 그들 공통의 유전자군의 사용 방법의 변경, 사용 주기에 따른 것이라는 것이 학계의 정설로 알려져왔습니다. 그런데 본 연구 팀은 이전 공개된 동물 게놈 정보 중에서 전사인자의 종류 중 하나인 TALE형 호메오 박스 유전자군의 종류를 비교하여 촉수담륜동물에서는 다른 좌우대칭동물과 자포동물(말미잘 등에 속하는 동물)에서는 존재하지 않는 TALE 유전자군이 존재하고 있는 것을 보였습니다. 또한 촉수담륜동물에서 보이는 동물-식물 축에 기반을 둔 특유의 세포의 운명은 촉수담륜동물이 획득한 전사유전자에 의해 제어되고 있는 것이 밝혀졌습니다.

 이상의 성과에서 주류가 되어온 정설과 달리, 유전자의 사용 주기에 따른 것이 아니라 신규 유전자에 의한 새로운 발생 시스템의 진화가 초래되었을 가능성을 알렸습니다.


그림 좌우대칭동물의 대분류
좌우대칭동물은 사람과 성게를 포함한 후구동물, 파리와 선충을 포함한 탈피 동물 그리고 조개와 갯지렁이를 포함한 촉수담륜동물의 3군으로 크게 구분된다. 본 연구에서 촉수담륜동물로 TALE 형 전사인자인 SPILE 유전자군이 획득하고 있음을 밝혀냈다.

게재논문

【제 목】 Expansion of TALE homeobox genes and the evolution of spiralian development (TALE형 호메오
 박스 유전자군의 확장과 나선 난할형 발생의 진화)
【저자명】 모리노 요시아키(守野孔明)、하시모토 나오키(橋本直樹)、와다 히로시(和田洋) (쓰쿠바 대학 생명환경
 계)
【게재지】 Nature Ecology and Evolution
     DOI: 10.1038/s41559-017-0351-z

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