현대인과 네안데르탈인 뇌가 다른 이유 찾았다
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현생 인류의 멸종한 사촌인 네안데르탈인의 뇌와 현대인의 뇌 사이 차이점이 밝혀졌다.
뇌의 크기는 비슷하지만 현대인의 뇌에는 돌연변이 DNA가 있어 인지능력이 비약적으로 향상된 것으로 확인됐다.
이번 연구를 이끈 허트너 연구원은 "작은 유전적 변화가 뇌의 발달에 큰 영향을 줄 수 있다는 것에 놀랐다"며 "향후 동물실험을 통해 TKTL1 유전자가 실제 인지기능을 향상하고 행동을 변화시킬 수 있는지 확인할 것"이라고 말했다.
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현생 인류의 멸종한 사촌인 네안데르탈인의 뇌와 현대인의 뇌 사이 차이점이 밝혀졌다. 뇌의 크기는 비슷하지만 현대인의 뇌에는 돌연변이 DNA가 있어 인지능력이 비약적으로 향상된 것으로 확인됐다.
빌란트 허트너 독일 막스플랑크 분자세포생물학 및 유전학 연구소 연구원팀은 네안데르탈인 게놈을 분석해 현대인과의 유전적 차이를 밝힌 연구 결과를 국제학술지 사이언스에 9일(현지시간) 발표했다.
연구팀은 현대인의 DNA에 포함된 1만9000개의 유전자 중 단백질의 구조를 변화시키는 96개의 돌연변이 유전자를 조사했다. 이 중 ‘TKTL1’이라는 유전자는 대뇌 피질과 전두엽에서 단백질을 활성화시키는 모습을 보였다.
연구팀은 이렇게 활성화된 단백질이 인지 기능에 관여하는 대뇌 피질 영역에서 뉴런으로 발전하는 신경세포 발생을 촉진하는 것으로 추측했다. 뉴런은 뇌와 감각기관이 명령을 주고받는 과정이 일어나는 신경세포다.
실제 TKTL1을 생쥐와 흰 족제비에 주입하자 더 많은 뉴런이 생성됐다. 반대로 크리스퍼 유전자가위를 사용해 사망한 태아의 뇌 조직에서 TKTL1 유전자를 잘라내자 뉴런을 생성하는 신경세포 생산량이 줄어들었다.
인간 줄기세포를 통해 만든 ‘미니 뇌’ 실험에서도 TKTL1이 뉴런세포 생성에 영향을 미치는 것으로 확인됐다. 네안데르탈인의 뇌와 TKTL1을 주입한 뇌를 비교했을 때 돌연변이 유전자를 주입한 뇌에서 뉴런이 더 활발하게 생성됐다.
이번 연구를 이끈 허트너 연구원은 “작은 유전적 변화가 뇌의 발달에 큰 영향을 줄 수 있다는 것에 놀랐다”며 “향후 동물실험을 통해 TKTL1 유전자가 실제 인지기능을 향상하고 행동을 변화시킬 수 있는지 확인할 것”이라고 말했다.
[박정연 기자 hesse@donga.com]
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