한국 표범 게놈 지도가 세계 최초로 완성됐다.

국립생물자원관(관장 백운석)은 남한에서 절멸된 것으로 추정되는 멸종위기 야생생물 Ⅰ급인 한국표범(아무르표범)의 표준게놈 지도를 세계 최초로 완성했다고 1일 밝혔다. 표준게놈은 한 생물종의 대표 유전체 지도다.

게놈지도 완성으로 한국 표범 복원 토대를 마련한 것은 물론, 유전자 정보를 통한 인간 질병의 예방 및 치료에 대한 연구가 활발해질 전망이다. 

국립생물자원관 연구진은 이번 연구를 통해 한국 표범이 개체 간, 또는 동일 개체간에서 유전적 다양성이 굉장히 낮아 멸종 가능성이 높다는 것을 밝혀냈다. 또 표범이 속한 고양이과 동물이 육식성이 발달하면서 혈당조절 유전자가 돌연변이로 인해 작동하지 못해 당뇨에 걸리기 쉽다는 사실도 알아냈다. 

한국 표범은 호랑이와 함께 과거 우리나라에서 최고 포식자로 활동하던 고양이과 맹수로, 현재 북한 접경지역인 러시아의 연해주 남서쪽에 60~70마리만 분포한다고 알려져 있다.

국립생물자원관은 울산과학기술원(UNIST)과 지난해 공동연구 협약을 맺고 고양이과 게놈 해독을 위한 국제 컨소시엄에 참여해 1년 6개월 간의 연구 끝에 한국 표범 게놈지도를 해독했다. 

연구진은 대전동물원에서 2012년 자연사한 표범 매화의 근육을 이용해 표준게놈 지도를 만들고, 러시아에 서식하고 있는 아무르표범의 혈액을 확보해 추가로 유전체 서열을 해독하고 이를 비교 분석했다. 

그 결과 한국 표범의 게놈은 25억7000만개의 염기쌍으로 구성됐고 1만9000여개 유전자를 포함하고 있는 것을 확인했다.

특히 표범의 멸종 위험이 매우 높은 이유가 개체 간 또는 동일 개체 내 염기서열 변이가 거의 없어 유전 다양성이 낮기 때문인 것을 발견했다.

연구진은 육식을 하는 고양이과, 잡식을 하는 사람과, 초식을 하는 소과 등 식성이 다른 포유동물 28종의 게놈을 정밀 비교해 식성에 따라 특화된 유전자를 찾아냈다.

육식을 하는 표범, 호랑이와 같은 고양이과는 근육 운동과 신경 전달, 빛 감지 능력과 관련된 유전자들이 잘 보존돼 있어 고양이과 동물의 뛰어난 반응성과 유연성, 뛰어난 시력 등이 게놈에 반영돼 있음을 확인했다.

반면 잡식을 하는 사람과는 지방 대사 관련 유전자 등이, 초식을 하는 소과에서는 냄새 감지 유전자 등이 잘 보존돼 있었다.

연구진은 육식만 하는 고양이과의 식성에 주목하고 이를 잡식성.초식성 포유동물의 게놈과 비교해 다르게 진화한 유전자를 확인했다. 

고양이과는 육식성이 발달하면서 아밀라아제와 같은 탄수화물을 소화시키는 유전자와 식물 독소의 해독에 관련된 유전자가 퇴화된 것으로 드러났다. 반면 단백질 소화, 근육 및 운동 신경 발달에 관련된 유전자들은 특이하게 진화했다. 당뇨와 관련된 혈당조절 유전자가 돌연변이로 인해 기능하지 못하는 것도 확인했다. 

식성을 생물종 간 게놈 빅데이터를 통해 분석한 이번 연구도 세계 최초로 시행됐다고 연구진은 밝혔다.

아울러 이번 연구 결과는 근력, 시력 등 인체의 능력과 육식으로 인해 발생하는 것으로 추정되는 인간의 질병을 유전자 수준에서 이해하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다.

이번 한국 표범의 표준게놈 해독 결과와 포유류 게놈 비교분석 연구 결과는 세계적 학술지인 '게놈 바이올로지(Genome Biology)' 11월 2일자에 게재된다. '한반도의 생물다양성' 누리집(species.nibr.go.kr)에서도 공개된다.

여주홍 국립생물자원관 과장은 "한국 표범이 복원된다면 서식지로는 행동반경이 200km 정도 되는 DMZ(비무장지대) 중·동부가 최적의 장소로 제시되고 있다"고 말했다. 

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