리서치 하이라이트

포유류 발가락 개수 소실에 대한 진화와 관련된 패턴화 및 패턴 후 모드

Nature 511, 7507

사지 동물의 기본적인 5개 발가락은 진화 과정에서 여러 차례 변형되어 왔는데, 일반적으로 발가락의 소실이 주를 이루었었다. 이번 주 네이처에 게재된 두 편의 연구 논문에서는 포유류에서 발가락 감소와 관련된 발달 과정에서의 변화에 대한 연구 결과가 발표되었다. Javier Lopez-Rios 등은 3개 및 4개의 발가락이 발굽으로 변형된 소를 대상으로 연구를 수행하였는데, 2개와 5개의 발가락은 퇴화한 것이며, 첫 번째 발가락은 소실된 것으로 확인되었다. 첫 번째 발가락 형태는 발달하는 과정에서 점진적으로 소실되었다. 발가락 발달에 관여하는 모르포겐인 SHH(sonic hedgehog)의 수용체를 암호화하고 있는 Ptch1 유전자는 소의 발 바닥 발달 동안에 다양한 SHH 신호에 더 이상 반응하지 않는 Ptch1 cis-조절 모듈의 진화적 변형에 따라서 발현이 증가하는 것으로 확인되었다. Kimberly Cooper 등은 다양한 종류의 포유류를 대상으로 한 실험을 통해서 발가락 소실이 서로 다른 진화 계통에서 매우 다르다는 사실을 확인할 수 있었다. 날쥐에서 낙타에 이르는 다양한 동물에서, 세포 사멸은 생성된 달에서 남게 될 발가락을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 돼지와 같은 다른 종류의 포유류에서는 발가락 소실이 세포 사멸을 증가시키지 않으면서도 초기 단계 사지 패턴 현상에 의해서 조절되는 것으로 확인되었다. 이러한 모든 연구 결과를 종합적으로 판단하였을 때, 발굽을 가진 포유류와 설치류에서의 발가락 진화 메커니즘의 높은 가소성을 보여주면서 진화적 수렴 현상의 정도를 밝힐 수 있었다.