네안데르탈인 이빨에서 되살아난 고대 박테리아와 천연물

고대 인류의 치아 화석. 독일 연구진은 치아 화석에서 당시 살았던 박테리아를 발견하고, 만들어내는 물질의 종류를 밝혔다

작년에 스판테 페보 박사가 네안데르탈인의 연구를 통해서 노벨상을 수상한 소식도 전해드린 적이 있는데요.

우리 인간이 먼 옛날 네안데르탈인과 교잡을 했고, 그 유전자가 우리에게 일부 남아 있다는 놀라운 소식도 함께 전해드렸더랬습니다.

 

그런데 이번에는 네안데르탈인의 이빨에서 고대의 바이러스를 찾는 데에 성공했다고 합니다. 정말 놀라운 소식이죠?

제가 볼 땐 이 연구도 노벨생리학상을 받을 수 있을 만큼의 연구라고 생각하는데요... 어쨌든 소식,

빨리 전해드릴게요!

멸종한 인류의 친척이라 할 수 있는 네안데르탈인의 이에서, 멸종되었던 박테리아가 발견되었다고 합니다.

화석에서 발견한 유전자를 현재 살고 있는 생물에서 발현시키는 기술을 활용해, 이 박테리아가 만들어내는 물질의 재현도 성공했다고 합니다. 정말 신기하네요!

 

인류 조상의 영양과 건강 상태를 알 수 있는 것은 물론이거니와, 새로운 천연물을 발굴해 산업이나 의약계에서 활용할 수도 있을 것입니다.

 

독일 라이프니츠의 천연물,감염생물학연구소와 막스플랑크 진화인류학연구소가 공동으로 발표한 이 논문은 5일 국제 학술지 '사이언스'에 실렸습니다. 

과학자들은 현재 지구에 살고 있는 박테리아가 최대 10억 종에 달할 것으로 보고 있는데요.

동물이 약 125만종, 식물이 30만종 발견된 것과 비교하면, 박테리아는 훨씬 더 큰 다양성을 가지고 있는 것이죠.

 

박테리아는 다양한 종 수 만큼이나, 그 개성도 다양합니다.

박테리아는 저마다 특수한 방법으로 물질을 분해하거나 만들어냅니다. 그 중 박테리아가 만드는 알코올은 술 등에 이용되고, 항생제 같은 천연물질은 의료계에서 이용됩니다.

 

최근에는 박테리아의 물질 대사 경로를 인공적으로 바꾸어서 기능을 강화하기도 합니다. 이를 합성생물학이라 합니다.

또한 이종 유전자 발현 기술을 이용해서 필요한 물질을 만들어내는 박테리아 공장을 만들기도 하지요.

 

연구진은 고대 박테리아가 만드는 천연물을 찾기 위해서 10만년 전에서 4만년 전까지 살았던 것으로 추측되는 네안데르탈인 12명의 치아와 화석에서 추출한 유전체 데이터를 분석했습니다.

 

그 결과 459개의 박테리아 유전자를 발견했습니다. 이 가운데 7명의 치아에서는 새로운 클로로비움속의 박테리아가 발견되었습니다.

클로로비움은 엽록소를 가진 박테리아입니다. 따라서 광합성을 하지요.

 

연구진은 새롭게 발견한 박테리아가 만드는 물질을 찾아내기 위한 연구를 진행했습니다. 박테리아의 물질 대사 경로를 알기 위해서 전체 유전자를 모두 알아야 했습니다.

그러나 실험에서 찾은 박테리아는 일부만 남아 있었죠.

 

연구진은 이 문제를 '이종 유전자 발현' 기술을 이용해 해결했습니다.

한 생명체의 유전자를 비슷한 다른 종에 넣어 발현하는 방식이죠.

연구진은 이런 문제를 해결하기 위해 현존하는 클로로비움 속의 박테리아와 비교해 비슷한 기능을 하는 유전자를 찾아 비교했습니다.

그리고 비슷한 유전자의 박테리아를 찾아서, 이곳에 발견된 박테리아 유전자를 끼워 넣었죠.

 

그 결과 이전에는 만들지 못하던  '5-알킬퓨란-3-카르보실산'을 만들어내는 것을 확인했습니다. 이 물질에는 고대 박테리아가 만들었다는 의미에서 '고대 퓨란(paleofuran)'이라고 이름 붙였습니다.

연구진은 고대 퓨란이 당시 인류의 영양 활동에 미친 영향과 산업,의료 분야에서 활용할 방안을 추가로 연구할 예정입니다.

마틴 클래퍼 독일 라이프니츠 천연물·감염생물학연구소 박사 후 연구원은 "고유전체에서 만들어지는 천연물 연구에 활용할 수 있는 새로운 접근법을 찾았다"며 "고대 인류의 영양과 건강에 대한 연구에 활용하는 것은 물론 새로운 기능의 천연물을 찾는 데 도움이 될 것"이라고 말했습니다.