고대 인류에 대한 연구를 가능케 한 새로운 염기서열분석법

KISTI 『글로벌동향브리핑』 2010-01-05

DNA는 식물이나 동물 그리고 사람이 죽은 후에도 오랫동안 남아 진화의 역사를 연구하는데 직접적으로 사용할 수 있다. 지금까지 이러한 DNA를 이용한 인간의 조상에 대한 연구는 고대의 DNA를 현생인류의 DNA의 오염으로 부터 구분할 수 없었기 때문에 큰 장애물이 되어 왔다. 하지만 독일의 라이프치히 (Leipzig)의 막스 플랑크 진화인류학연구소 (Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology)의 스반테 파보 (Svante Paabo)의 연구팀은 학술지 <Current Biology>지에 발표한 논문에서 이러한 장애물을 넘어설 수 있는 방법을 찾았으며 어떻게 30,000년 전에 살았던 인간의 조상의 DNA를 분석할 수 있는가에 대해 보여주고 있다 < Krausse, J. (2010) Current Biology, doi:10.1016/j.cub.2009.11.068>. 모든 신체의 세포에 존재하는 핵과 미토콘드리아의 유전물질인 DNA는 매우 단단한 입자로 수천 년이 지나도 그 조건이 만족되면 지속될 수 있다. 이러한 고대의 DNA는 과학자들이 직접적으로 지구상에서 이들 생물체들이 사라진 이후에도 그 유전적인 구성물질을 연구할 수 있는 특이한 가능성을 제공하고 있다. 최근에 과학자들은 뼈에서 추출된 고대의 DNA를 이용하여 맘모스 뿐 아니라 고대의 인간, 즉 네안데르탈인과 같은 멸종된 생물종의 생물학적 특징을 성공적으로 연구할 수 있었다. 이러한 고대의 DNA 접근방법은 인간의 선조에게는 적용하기 힘든 부분이 있었다. 그 이유는 고대의 DNA 파편은 특정한 DNA염기서열을 표적으로 하는 특별한 분자 조사방법을 이용하여 증식시킬 수 있기 때문이다. 이러한 조사법은 고대 인류의 샘플에서 얻어진 DNA인가 여부 또는 고대인류의 뼈를 다룬 고고학자와 같은 사람들의 DNA인가를 구분할 수 없었다. 그래서 고대 인류에 대한 유전적 구성에 대한 결론은 불확실성으로 가득했다. 러시아에서 30,000년 전에 살았던 인간의 잔해를 이용하여 파보와 그의 연구팀은 최신 DNA 염기서열기술을 이용하여 (즉, DNA 가닥을 구성하는 염기의 염기서열을 읽어내는 것) 이러한 문제를 극복하려 했다. ‘제 2세대 염기서열분석법’이라고 불리는 이 기술은 과학자들이 직접 고대의 DNA를 증식시키는 조사법을 사용하지 않고 직접 고대의 DNA를 읽어낼 수 있는 방법이다. 또한 연구자들은 DNA가닥이 시간이 지나면서 파편화되는 경향으로 인해 전형적으로 나타나는 DNA파편으로 이루어진 매우 짧은 DNA가닥을 읽어낼 수 있다. 반면에 고대의 DNA와 접촉한 현생 또는 오래되지 않은 DNA는 훨씬 긴 단편을 가지고 있다. 현생 DNA와 반대로 고대인에게서 초래되는 화학적 손상과 같은 특징을 통해서 과학자들은 진짜 고대의 DNA분자와 현생 DNA오염물을 구분해 낼 수 있게 되었다. 파보는 “이제 우리는 몇 년 전에 불가능했던 것을 가능하게 하고 있으며 이를 통해서 현생인류의 신뢰할 수 있는 DNA염기서열을 알아낼 수 있다. 하지만 이러한 결과는 매우 잘 보존된 표본에서만 얻어질 수 있다”고 말했다. 이러한 기술은 이전 기술로는 불가능했던 선사시대 인류의 역사와 진화에 대한 문제를 해결할 수 있는 가능성을 열게 되었으며 예를 들어 유럽에서 30,000년 전에 살았던 인류가 현재 유럽인들의 직접적인 조상인지 그리고 농경기술을 가지고 이주해온 인류로 대체되었는지 여부를 알아볼 수 있게 되었다. 출처: <Science Daily> 2010년 1월 4일 참고문헌: Krausse, J. (2010) ‘A complete mtDNA genome of an early modern human from Kostenki, Russia’ Current Biology, doi:10.1016/j.cub.2009.11.068 원문 출처 : http://www.sciencedaily.com/releases/2009/12/091231164741.htm