[표지로 읽는 과학] 특정 유전자가 만들어낸 다양성

사이언스 제공

국제학술지 사이언스는 이번주 표지에 노란색부터 짙은 오렌지색, 분홍색에 이르기까지 다양한 색이 섞인 물꽈리아재비(학명 Mimulus)를 실었다. 식물학자들은 연구를 통해 500만년전 물꽈리아재비가 노란색 색소를 억제하는 과정에서 종의 진화에 대한 의미를 발견했다. 

유 위안 미국 코넷티컷대 식물학과 교수 연구팀은 물꽈리아재비의 진화와 관련된 유전자를 알아내고 연구결과를 사이언스에 10일(현지시간) 게재했다.

물꽈리아재비는 다른 식물이 자라기 힘든 거친 토양에서 자라는 것으로 알려져 있다. 모양과 색도 다양하다. 연구팀은 물꽈리아재비를 연구하면 500만년전 노란색이던 단일 종이 어떻게 다양한 색을 띠도록 진화할 수 있었는지 알 수 있을 것으로 추정했다.

분석 결과 연구팀은 'YUP'이라는 유전자가 '카로티노이드'를 발현시키는 데 관여하는 유전자를 억제하는 작은 리보핵산(RNA)를 다량으로 생성하는 것을 확인했다. 카로티노이드는 물꽈리아재비 등 식물들이 노란색을 띠게 만드는 색소다.

연구팀은 물꽈리아재비가 YUP 유전자 때문에 꽃잎이 노란색 색소를 잃어 분홍색으로 바뀌었다가 YUP 유전자에 돌연변이를 축적해 노란색 색소를 회복한 것으로 분석했다. 

연구팀은 물꽈리아재비 게놈이 색소 생산을 제어하는 ​​방법을 추가로 조사하고 있다. 일부 물꽈리아재비는 위쪽 꽃잎은 완전히 흰색이지만 아래쪽 꽃잎에는 색이 있다. 어떻게 꽃의 특정 부분에서만 색소를 억제하는지 연구 중이다.

위안 교수는 "우리는 진화를 잘 이해하고 있다고 생각하지만 진화는 예측할 수 없다"고 밝혔다. 

[윤영혜 기자 yyh@donga.com]