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[바이오토픽] 외로운 조지(Lonesome George)의 비밀
생명과학 양병찬 (2018-12-06 09:32)
약 100년 동안 살았다는 전설적인 갈라파고스코끼리거북(Galapagos giant tortoise)의 유전체분석에서, 장수(longivity)의 몇 가지 단서가 발견되었다.

▶ 갈라파고스 제도의 작은 섬 핀타(Pinta)에만 살았던 코끼리거북의 일종인 핀타섬코끼리거북(Chelonoidis abingdonii)의 마지막 개체, 일명 외로운 조지(Lonesome George)는 헛되이 죽지 않았다. 지난주 연구자들은 《Nature Ecology and Evolution》에 기고한 논문에서, (멀지만 아직 살아있는 친척) 알다브라코끼리거북(Aldabrachelys gigantea)의 유전체와 함께 조지의 유전체를 제시했으니 말이다(참고 1). 두 유전체를 다양한 종(種)들의 유전체와 비교 검토한 결과, 코끼리거북들이 그렇게 크고 오래(전형적으로 한 세기 동안) 살며, 감염과 암에 저항성이 높은 비결의 '보물상자'가 열렸다.

옛날 옛적 - 말타(Malta)에서부터 모리셔스(Mauritius)에 이르기까지 - 모든 섬들이 각자 고유의 코끼리거북 종(種)을 뽐냈었다. 그러나 갈라파고스 제도만큼 코끼리거북과 동일시되는 곳은 없으며, 문자 그대로도 그렇다. 왜냐하면 갈라파고스 제도의 '갈라파고스'는 거북을 뜻하는 스페인어 갈라파고(galapágo)에서 유래하기 때문이다. 고립된 지점에서 포식자들로부터 해방되어 살았던 덕분에, 갈라파고스 제도의 거북들은 본토의 조상들보다 덩치가 커졌다. 또한 대사율이 상당히 낮아져, 섬의 빈약한 식량을 먹고서도 살아남을 수 있었다. '느린 대사'와 '커다란 사이즈'는 '긴 수명' 및 '드문 생식'과 높은 상관관계가 있다. 따라서 인간의 상륙이 코끼리거북들에게 '멸종의 신호탄'이었던 것은 전혀 놀라운 일이 아니었다. 그 거대한 동물들은 동작이 너무 느려 살육을 피할 수 없었고, 짝짓기가 너무 드물어 손실을 만회할 수 없었기 때문이다. 설사 용케 짝짓기를 한다고 해도, 그들의 알과 새끼들은 다른 도입종(introduced specie)들의 손쉬운 먹잇감이었다. 그러므로 도입종(예: 시궁쥐)의 제거는 코끼리거북의 개체군 회복의 핵심열쇠로 간주되고 있다(참고 2).

그러나 인간의 못된 심성만 탓할 수는 없다. 2012년 사망한 외로운 조지의 유전체를 다른 거북들과 비교해본 결과, 그들의 유효개체군 크기(effective population size)는 최소한 100만 년 동안 서서히 줄어든 것으로 나타났기 때문이다. 그것은 (배우자의 선택이 제한된) 작은 섬에 고립된, 커다랗고 천천히 번식하는 종(種)에게 예견된 일이었다. 알다브라코끼리거북은 그보다 더한 부침(浮沈)을 겪었지만, 섬에 고립된 종들에게 침(沈)은 종종 파국일 수 있다.

참고동영상
박제로 보존된 ‘외로운 조지’
https://youtu.be/Bd0D7O-S-c8


▶ 수명이 긴 동물들은 용케도 요절(夭折)을 피하며, 코끼리거북은 육상동물 중에서 수명이 가장 긴 부류에 속한다. 지금까지는 수명이 긴 포유류를 대상으로 '장수의 유전학'이 탐구되어 왔지만, 그 범위를 거북에게까지 넓히면 '장수(長壽)의 유전적 기초'를 구성하는 좀 더 일반적인 특징들을 밝혀낼 수 있을 것으로 보인다.

① 코끼리거북에서 양성선택(positive selection)의 대상이 되는 유전자 중에는, 인간의 지긋한 나이(ripe old age)와 관련된 것으로 밝혀진 것도 있다. ② 면역계의 기능과 관련된 891개 유전자를 면밀히 분석한 결과 거북에서 발견된 중복(duplication)은 인간에게서 발견되지 않았으며, ③ 코끼리거북에는 일반적인 척추동물보다 많은 종양억제유전자(tumour-suppressor gene)가 존재하는 것으로 밝혀졌다. ④ 미토콘드리아의 건강에 관여하는 원발암유전자(proto-oncogene) 중에서 최소한 하나가 중복되면, (노화의 중요한 요인으로 알려진) 산화스트레스(oxidative stress)에 대한 반응이 향상되는 것으로 보인다. ⑤ 한편, DNA 복구(DNA repair)에 관여하는 유전자가 중복된 것은, 많은 종(種)에서 장수와 관련된 것으로 밝혀졌다. DNA 복구에 관여하는 유전자변이는 오래 살기로 유명한 벌거숭이두더지쥐(Heterocephalus glaber)에서도 발견되는데, 이는 수렴진화(convergent evolution)의 한 예(例)로 여겨진다. ⑥ 이와 마찬가지로, 연장인자(elongation factor)의 확대는, 그것이 과잉 발현된 초파리의 장수와 관련된 것으로 밝혀진 바 있다.

그러나 거북은 어디까지나 거북일 뿐이다. 예컨대, 코끼리거북의 유전체에 관한 디테일 중 일부는 거북의 특별한 진화와 발달(예: 등껍질)에 대한 단서를 제공할 수 있다. 그러므로 우리는 '거북의 장수'에서 얻은 교훈을 인간에게 무턱대고 적용하지 않도록 주의해야 한다. 무릇 한 종(種)의 수명은 '유전자 목록' 이상의 문제이며, 그 종의 생활사(life history)의 모든 측면과 연관되어 있다. 벌거숭이두더지쥐의 경우에는 30년밖에 못 살지만, (빠르고, 바쁘고, 짧게 생활하는) 설치류의 기준에서 보면 특별히 오래 사는 것이라고 볼 수 있다. 하지만 30년은 인간, 거북, 심지어 (2세기 동안 사는) 북극고래에 비하면 아무것도 아니다. 물론, 고래의 경우에도 고래만의 특이한 형질이 있음을 간과해서는 안 된다. 하나의 종(種)이 짊어진 특이한 운명을 감안할 때, 삶의 상당부분은 우리 자신이 만드는 것임을 명심하라.

참고동영상
갈라파고스 제도의 대명사, 핀치의 진화를 다룬 『핀치의 부리』 동영상
https://youtu.be/15mfcsfP-RU

※ 참고문헌
1. https://doi.org/10.1038/s41559-018-0733-x
2. https://www.nature.com/articles/517271a

※ 출처: Nature 564, 5-6 (2018) https://www.nature.com/articles/d41586-018-07630-4

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양병찬 (약사, 번역가)
서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리포터로 활발하게 활동하...
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