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K. waltii 지놈의 복제를 통해 진화한 S. cerevisiae

Nature 428, 6983

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세포는 그들이 가지고 있는 전체 지놈을 복제한 후에 대규모의 유전자 손실 및 분화 과정을 거치기 때문에 이론적으로 전체 지놈의 복제는 진화적 혁신(evolutionary innovation)에 있어서 강력한 메커니즘이다. Kellis 등은 이러한 가설을 테스트할 수 있는 방법을 고안해냈으며, 이를 통해 Saccharomyces cerevisiae가 지놈 복제의 산물이라는 사실을 증명하였다. 이들은 S. cerevisiae의 복제가 일어나기 전부터 존재했던 Kluyveromyces waltii의 지놈 염기서열을 분석하여, K. waltii의 일부 지놈을 S. cerevisiae가 2배로 가지고 있다는 사실을 밝혔다. 지놈 복제에 의해서 만들어진 ‘슈퍼 생물체(superorganism)’는 원래 종이 가지고 있는 5,700개의 유전자보다 약 2배가 많은 11,000개의 유전자를 가지고 있었으며, 하나의 유전자는 원래의 기능을 수행한 반면, 나머지 하나는 새롭거나 잠재적으로 중요한 기능을 수행하거나 유전적 불안정성을 유발하는 것으로 드러났다. 복제된 유전자 가운데 약 90%는 S. cerevisiae로 되기 위해서 제거되었으며, S. cerevisiae는 열매를 가진 식물들이 엄청난 양의 당분을 주변환경에 내어놓기 시작하던 시기에 나타났던 것으로 보인다. 복제 과정에서 그대로 유지된 457개의 유전자들은 당 대사(sugar metabolism)에 관여하며, S. cerevisiae가 가장 뛰어난 발효균이 될 수 있도록 만드는데 공헌한 것으로 보인다.

Article p.617
doi | 10.1038/nature02424 | 전문   | PDF

2004년4월8일 자의 네이처 하이라이트