Extraordinary Everyday!

진화 +23

우리 실험실에서 진행하는 NGS 분석법과 타 실험실에서 진행하는 NGS 분석법.

서로 논의를 하지 않았음에도 비슷한 '합의점'을 이끌어 내고 있다.

과학적 사고의 수렴이랄까?

 

 

ngs-copepods0402.pptx

 

 

Molecular Ecology Resources (2015) 15, 68–80

A metagenetic approach

for revealing community structure

of marine planktonic copepods

J. HIRAI,* M. KURIYAMA,* T. ICHIKAWA,* K. HIDAKA* and A. TSUDA†

*National Research Institute of Fisheries Science, Fisheries Research Agency, 2-12-4 Fukuura, Kanazawa, Yokohama, Kanagawa

236-8648, Japan, †Atmosphere and Ocean Research Institution, The University of Tokyo, 5-1-5 Kashiwanoha, Kashiwa, Chiba

277-8564, Japan

 

20130207-정다금.pptx

DNA-based species detection capabilities using laser transmission spectroscopy.

A.R.Mahon, M.A.Barnes, F.Li, S.P.Egan, C.E.Tanner, S.T.Ruggierio, J.L.Feder and D.M.Lodge

Journal of The Royal Society Interface

doi:10.1098/rsif.2012.0637/ published online

LTS(Laser transmission spectroscopy)를 이용하여 발라스트 워터안에 있는 특정 종을 확인(양 및 사이즈 측정 가능)

하는 실험에 대한 논문이다. 이 장치로도 아직 갈 길은 멀지만,

한정된 지역 (freshwater의 ballast water)에서는 잘 작동한다고 하니 괜찮은 방법인 듯 싶다.

이 논문을 쓴 학교 근처에는 그뤠이트 래이크라는 호수가 있고 실험실 이름도 그레이트 레이크 연구소라서 그런지, 그나마 적용이 쉬었을 듯.

장점: LTS는 빠르고 비싸지 않고, 비 전문가도 적용가능한 툴.

단점: 판별 종을 넓히면 민감도가 떨어짐.

 

 

 

 

20121025-정다금.ppt

Species detection using Environmental DNA from Water Samples

Biology letters (2008) 4, 423-425

Gentile Francesco Ficetola, Claude Miaud, Francois Pompanon and Pierre Taberlet

물을 떠서 DNA를 얻고 특정 종이 있는지 살펴본다..

기존에 생물의 조직을 떼서 무슨 종인지 살펴보는 것이 아니라, 그들이 살았던 환경에서 DNA를 추출해 그 종이 있는지 여부를  알아보는 실험이다. 그들이 살았던 환경은 여기서는 '닫혀진 물'이다. 아마도 바다에서 진행을 하는 데는 어려움이 있을 듯 싶지만 대단한 발상이라고 생각한다.

혹, 숲속에서 '똥' 모양을 보고서 '무슨 종'이라고 했던 마냥, 물 속에서도 그들의 분비물을 갖고 DNA를 추출하여 종을 판별하는 것. 굳이 생물들을 죽일 필요가 없다는 점이 최대 강점이 아닐까 한다.

 

 

hyponosqualea_hypothesis.pptx

Molecular phylogenetic evidence refuting the hypothesis

of Batoidea (rays and skates) as derived sharks

 

 

 

Christophe J. Douady, Mine Dosay, Mahnmood S. Shivji, and Michael J. Stanhope

 

 

Molecular Phylogenetics and Evolution 26 (2003) 215-221

 

가오리가 상어에서 유래했는지에 대해 알아보는 논문

(기존 형태연구에서 제기한 두가지 가설을 분자형질로 알아보는 논문이다.)

 

여기서는? 가오리가 상어에서 유래하진 않았을거라 본다. 가오리와 비슷하게 보이는 상어류가 있는데, 이들과 형질이 비슷한 것은 원시 공동조상일 때 갖고 있던 형질이 나중에야 비로소 나왔던가 혹은 개별적으로 수렴되다보니 형태적으로 비슷하게 되지 않았을까 추정한다. 2003년 논문이다 보니, 후에는 ... 상어에서 유래되었다고 보여지는 계통도를 가진 논문도 있고....


Natalia V. Ivanova, Tyler S. Zemlak, Robert H. Hanner and Paul D. N Hebert
Canadian Centre for DNA barcoding, Biodiversity Institute of Ontario, University of Guelph, Guelfph, Ontario, Canada N1G 2W1


M13 forward/reverse 프라이머를 각 universal primer에 tagging하니 sesquencing할 때도 좋고,
여러종의 다양한 primer를 한번에 증폭하기도 편하다. Good!!!

 

Specification of Phylogenetic Interrelations between Skate-Rays and Sharks.pdf


Journal Evolutionary Biochemistry and Physiology, 2006, Vol 42, No. 2, pp. 128-133
Comparative and ontogenic biochemistry
Specificatioin of Phylogenetic Interrelations between Skate-Rays and Sharks

Mine Dosay-Akbulut
Medical Biology and Genetics Department, Veterinary Faculty, Afyon Kocatepe University, Afyon, Turkey


Derek P. Tittensor1, Camilo Mora1, Walter Jetz2, Heike K. Lotze1,
Daniel Ricard1, Edward Vanden Berghe3 & Boris Worm1

1: Department of Biology, Dalhousie University, 1355 Oxford Street, Halifax B3H 4J1, Canada.
2: Department of Ecology and Evolutionary Biology, Yale University, 165 Prospect Street,
New Haven, Connecticut 06520-8106, USA. 3Institute of Marine and Coastal Sciences, Rutgers University, New Brunswick, New Jersey 08901-8521, USA.

Nature letters, Vol 466,


Point: 해양생물다양성의 경우 SST 해수표면 온도와 유의한 관계에 있고, Habitat, Human impact도 영향을 받는다.

그러므로..

지구온난화를 방지하고, 인간의 영향이 바다에 덜 미칠 수 있도록 하자는 것.


 

7. 1 Introduction

7.2 Bayesian phylogenetic inference

7.3 Markov chain Monte Carlo sampling

7.4 Burn-in, mixing and convergence

7.5 Metropolis coupling

7.6 Summarizing the results

7.7 An introduction to phylogenetic models

7.8 Bayesian model choice and model averaging

7.9 Prior probability distribution



영어발표 지못미;;;


Proceedings of The royal society B
(2006) 273, 33-38

Judith E. Mank1, and John C. Avise2
1. Department of Genetics, University of Georgia, Athens, GA 30602, USA
2. Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of California, Irvine, CA 92697, USA

Keyworlds: gene duplications; speciation; phylogeny; C-value paradox; ray-finned fishes



 

10.1 유전적 부동의 이론

-표본오차로서 유전적 부동

-합류

-대립유전자 빈도들의 무작위 변동

10.2 유전적 부동에 의한 진화

-유효집단 크기

-창시자 효과

-실제집단들에서 유전적 부동

10.3 분자진화의 중립 이론

-중립 이론의 원리

-종내 그리고 종간 변이

-종간의 비교가 중립 이론을 지지해주는가?

10.4 유전자 흐름과 유전적 부동

-유전자 계통수들 그리고 집단 역사

-현대 호모 사피엔스 기원을 다시 생각해보기

진화학

진화/분자진화학2009. 4. 15. 16:17

8장 유전적 변이의 기원
8.1 유전자와 유전체들
8.2 유전자 돌연변이들
돌연변이의 종류
돌연변이의 예
돌연변이의 표현형적 효과
적응성에 미치는 돌연변이의 효과
8.3 무작위적인 과정으로서의 돌연변이
8.4 재조합과 변이
8.5 핵형의 변화
다배수성
염색체 재배열


7장 생물다양성의 진화
7.1 분류학적 다양성의 변화추정
다양성의 추정
비율들
7.2 현생대에 이르기까지의 분류학적 다양성
기원율과 멸종률
멸종의 원인들
멸종률의 감퇴
대멸종
기원과 다양화
환경적 변화의 역할
7.3 생물다양성의 미래
 

 


논문발표가 다가왔다. 매번 분자진화를 살펴보는 논문을 찾으면 어딜가나 통계분석은 빠지지 않고 들어 있었다.
그것 참, 이해하기가 버거웠다. 이해할 수 없는 것을 아는 척 발표하는 것도 싫었다.
확실하게 알고 넘어가지 못하는 한, 무시하고 싶었다.
그래서 고른 것이 Interpreting the universal phylogenetic tree였다.
마치 한편의 소설 같았다.
나이 지긋하신 할아버지께서 진화에 대한 소신을 펼치신 글이었다. 게다가 너무나 화려한 글솜씨랄까?
생전 처음 들어보는 뜻도 많았다. -.-  ex) bona fide.. 후후후 ^-^

생명에 대한 기원은 지구가 생긴이래로 생물학자이건, 아니건 간에 끊임 없는 물음을 낳았을 것이다.
나도 태어나서 머리가 굵어지자, 대뜸 주무시려는 아버지 머리맡으로 가서 물어본 적이 있다.
'지구는 어떻게 태어났어요?' '나는 어디서 온거에요?' 라는 식의... 그렇다고 그날 밤 그 답변에 대한
해결을 찾기 위해 밤을 꼴딱 새웠다던가 하진 않았다. 그냥 그러려니, 오늘이 왔으니 내일도 당연 올 것이다란 생각을
갖고 꿈나라로 갔을 것이다.

아무튼 칼 우즈 할아버지는 일생을 적극적으로 생물학에 매진하신 만큼, 생명의 근본적인 기원을 트리를 통해 알아보고 싶으셨다.
물론 그뿐만은 아니었겠지만.
그런데 tree가 아무리 과거부터 현재를 보여준다 하더라도 뭔가 미심쩍은 부분이 나타났다. 석연찮은 부분이 늘 남아 있다.
왜냐하면 우리가 알지 못하는 부분이니까.
그래서 할아버지는 또 다른 시스템을 생각하신다. 진화의 단계에서 필수적으로 일어나는 Horizontal gene transfer(HGT)와 Vertical generated variation(VGV)을 토대로 생명의 일차적인 기원이 되는 단계에서는 어떤 것이 이루어질 테고, 그 다음에는 어떤 것이 이루어 질 것이다 라는 단계적인 차원에서의 진화를 말이다.

HGT는 사실상 지금도 수도 없이 일어나는 일이다. 이 것이 우리가 정성들여 만들어 놓은 수직적인 트리를 뒤죽박죽 조잡하게 만들 여지가 있다. 하지만 우즈 할아버지는 그것을 거부한다.
왜냐하면 그가 만들어놓은 organismal lineage를 통해서는 HGT는 사실상 정교한 VGV틈에서 무시될 수 있다는 것이다.
무시된다는 것은 tree내에서 애매하지 않으며, 통계적으로 significnat 하지 않다는 것이다.

어쨌든 그가 말하고자 하는 것은,
그가 만들어 놓은 생명의 근원이 되는 초기에는 HGT가 무수히 많이 일어났다는 것이다. 이것이 어느 정도 정리가 된 상태에서
VGT를 통한 융합 및 통합과정에 일어나고 이 순간 자체가 cellular evolution의 첫번째 단계라는 것이다. 그 다음부터의 단계가.
Archaea/Baceria/Eucarya로 나뉘어졌다는 것이다. 현 상황으로는 3개의 도메인에 대한 공통점이 부분적으로만 나타나서 도무지 그 기원을 알 수 없다. 그래서 그는 primary organismal lineage를 통한 true oragnismal genealogy를 설명하고자 했다.
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이 글을 읽고 생각 난 것은 국가의 발생 과정이었다.

국가:
원시 부족..이것은 국가라고도 할 수 없는 단계이다. 그리고 활발한 물물 교환이 일어난다.(horizontal gene transfer)
옆집에는 고기가 필요하고, 우리는 도끼가 필요할 때, 그냥 바꾸는 것이다. 고기와 도끼는 역할이 같지는 않다. 하지만
교환 단계에서는 대등한 관계이다.

세포:
이것이(HGT) 진화상에서는 마구잡이로 일어나는 것이다. 적어도 자기가 생명활동을 할 수 있는데 필요한 기본 단위가 될 때까지는. (modern cell 이전 단계)

국가:
일정 수준에서 원시부족 공동체의 견고함이 완성되어 작은 국가로의 기능을 갖추었을 때쯤(이 때가 true organismal geneaology 발생),  다른 부족과의 통합이 이루어질 수 있다.(흔히 전쟁이 많을 수도 있겠지만, 평화적인 통합이라 하고 싶다.) (VGV)

세포:
이런 단계는 modernl cell이  세포의 통합/융합(vertical generated integration)이라 생각해 볼 수 있다. (monomer -> dimer, or homodimer -> heterodimer) (VGV)

국가:
이러한 것들이 거대 국가로 발생하면서 complexity와 specificity를 갖추게 되는 것이다.  지역 내 분쟁은 사실상 국가 내에 큰 문제를 야기할 수도 있겠지만, 끼워 맞춘다면 국가 전체에 대해서는 큰 변화가 없는 셈이다. 뭐 정말 큰 HGT가 발생한다면 좀 문제가 생길 수도 있겠구나.(팔레스타인과 이스라엘 정도 되려나?-.-)

세포:
하지만 진화에서는 그런 것을 제쳐둔다.
정말 단단한 생명체라고 여기기 때문이다. (그리고 여기서도 정말 큰 HGT(ex: 전염병)가 발생한다면 그 개체는 죽는다.
멸종까지가 아니라면, 진화상으로는 한 개체의 죽음은 문제가 되진 않는다. -.-

이렇게 보면 국가발생과정과 흡사하지 않은가? 으흠흠.
뭐 그렇다 보면 모든 발생과정을 비유적으로 설명할 수도 있을 것 같긴 하다. 아하하하.

아무튼 여러번 읽어봐야 총체적으로 이해를 할 수 있을 것 같긴 한데, 언제 또 읽을 수 있을지는 모르겠다. 히히.
다른분들은 어떻게 이해하실려나? 음.

어찌되었든 이 글을 읽으면서 통계적인 분석과 해석이 필요한 이유를 충분히 알 것 같다.
통계가 없으면 뭔가 뜬구름을 잡는 식이랄까? 머릿속에서 맴돌 뿐이다.
허나, 나에겐 통계는 -.- 열심히는 해야겠지. 음후하하하하하하하하.

p.s. Huxley 과학자분께는 정말 죄송스러운 일이지만, 사진을 구할 수 없어서, 그의 별명에 맞는 사진을 첨가하였다. -.-
설마, 하늘에서 역정내시는 건 아니죠? 어허허허허허.











수업 제목이 무였더라? 단백질 구조?
음 그랬던거 같다. 아무튼 구조생물학 전공이신 차선신 박사님(교수님)께 수업을 듣고
발표한 내용이다.

책 일부에서 다룬 단백질 진화와 enzyme 중에 많은 수를 차지하는 (βα)8 barrel형태를 가진 애들의 진화를 다룬 것.
많은 것을 배우고 느낄 수 있었던 수업이었다.

Publish or Perish!...항상 명심하고 입으로 논문쓰지 말지어다!... 아하하하하하하하하.


Lack of sleep has genetic link with type 2 diabetes
Large genomic studies show body rhythms, melatonin may influence sugar levels in the blood
Web edition : Sunday, December 7th, 2008

싸이언스 뉴스에 보니 수면부족이 제2형당뇨와 유전적으로 연결되어 있다. 라고 한다.


The three new genomic studies show that melatonin, a major regulator of the body’s sleep clock, is closely linked to increased glucose levels and diabetes. Best known for its sleep-inducing properties, melatonin is sold as an over-the-counter, nutritional supplement to aid sleep. Melatonin levels in the body are tied to daylight: When the lights go down, melatonin levels rise and drowsiness soon follows.

연구에서 멜라토닌이 수면조절자인데 이게 글루코즈 레벨 상승과 당뇨에 깊은 연관이 있다는 것이다.
수면유도 인자로 가장 잘 알려진 멜라토닌(송과선에서 분비되는 호르몬-바이오리듬조절)이 수면을 돕기위한  영양보충물로서 직접적적으로 소모된다. 몸에서 멜라토닌 양은 낮까지 묶여 있다. 그러다가 어두워지면 멜라토닌 수준이 증가하고 사람들은 졸음이 쏟아진다.

그런데 인슐린을 분비하는 세포(베타 셀)가 멜라토닌 리셉터른 갖고 있어  이 리셉터(수용체)가 인슐린의 내보내는 작용을 직접 조절한다고 한다. 그래서 사람의 베타셀에 멜라토닌을 첨가했더니 인슐린 생산이 뚝 떨어졌고  결과적으로 멜라토닌과 인슐린이 상호작용한다는 것. 멜라토닌이 높은 수준으로 체내 있으면 인슐린의 필요량이 줄어드는 셈이다.

그런데 잠결핍 사람들에서 어떻게 멜라토닌의 차이가 인슐린 생산의 감소를 이끄는지는 잘 모른다고 한다.
암튼 내가 해석을 제대로 하는건지 모르겠어나.
수면 부족은 생체리듬 기작을 방해하고 멜라토닌 수용체는 그 생체리듬 기작을 방해하는 것이다.

그리고
2007년 실험결과 다섯시간 미만을 잔 사람들을 상대로 살펴보았더니 제2형 당뇨처럼 보인 혈액내 당수준을 보였다고 한다.
그리고 건강하고 젊은 어른이 삼일밤 잠에 방해를 받을 경우 혈당 조절이 제대로 일어날 수 있다고 한다.
게다가 2008년 실험에서는 인슐린이 더더욱 저항성을 띄어서 당뇨에 걸린사람들의 인슐린 저항과 닮은 수준에까지 이르렀다고 한다. 결과적으로 세포내로 당흡수가 제대로 안된다는 것.

아직까지는 멜라토닌이 어떻게 혈당수준과 제2형 당뇨에 영향을 미치는지 충분한 이해는 못하는 실정.
멜라토닌 수용체와 혈당수준에 대한 임상학적 조사가 추가적으로 이루어져야 한다고 한다.

결론적으로, 잠을 잘 자야한다는 거. 음하하하. 그리고 생체리듬을 잘 따르면서. 낮에 일어나서 일하고
밤에는 잘 자고. 잘 먹고 잘 자야 하는게 좋을 거 같다.'

그리고 여기서 MTNR1B라는 유전자가 있나본데 아마도 멜라토닌 수용체라는 뜻이겠지? 거기에 염기하나가 바뀌었더니
환자들의 혈당수준이 바뀌었다고 한다. 이걸로 진단키트 만들어도 괜찮을 거 같다.
뭐 이미 특허 내고 만들어졌을 수도 있겠구나. 아무튼 사람은 리드미컬하게 살아야해. 으흐흐흐.

Reference:
http://www.sciencenews.org/view/generic/id/39146/title/Lack_of_sleep_has_genetic_link_with_type_2_diabetes


Virus DNA may help bacteria survive at hydrothermal vents.
http://www.sciencenews.org


중학교 때 NEWTON잡지를 처음 접했다.
지금도 기억하는 일부 기사내용은 
심해열수구에 살고 있는 '관충- tubeworm'에 관한 것이었다.
당시에는 채집된지 얼마 안되 정확한 종명을 정하는 것부터가 문제가 되는 상황이었다.
아. 생존 메커니즘도 덜 밝혀져있던 듯 싶다.
아무튼 그 당시 아주 깊은 곳, 그것도 온도가 몹시도 높고, 또 좀더 경계를 벗어나면 온도가 많이 낮은 곳
그런 곳에 생물이 살고 있었던 것에 대한 신기함/ 흥미는 나 말고도 많은 사람들이 가졌을 거 같다.

그런데 지금은 단지 눈으로 볼 수 있는 생물에만 관심을 가지는 시기는 지난듯 하다.
식별 가능 생물 뿐만 아니라, 박테리아/바이러스 같은 잘 보이지 않는 녀석들까지
연구를 하고, 바이러스가 박테리아의 생존에 중요한 역할을 한다는 것까지 밝혀냈으니 말이다.

딱히 정확한 기능?을 알아낸 것은 아니지만, 상당시 신빙성이 있는 거 아닌가?
인간도 나름 바이러스와 함께 진화를 해왔으니.
어디 인간 뿐이겠는가? 다른 동물/ 생물들도 그렇겠지.

좀 뜬금 없지만.....
이번 겨울은 감기로 두려워하진 않을테다.
뭐랄까?.. 감기가 조금은 기다려진다는? 아하하하하.
이보게 '감기' 같이 잘 살아보게나...
그리고 나를 이 험난한 세상에 잘 살 수 있게 도와주게나.


 Chapter 6.
6.1 what is an algorithm?
6.2 Pairwise sequence alignment - the problem
6.3 Pairwise sequence alignment - dynamic programming method
 - 6.3.1 Algorithm 1 - Global alignment with linear gap penalty
 - 6.3.2 Algorithm 2 - Local alignment with linear gap penalty
 - 6.3.3 Algorithm 3 - General gap penalty
 - 6.3.4 Algorithm 4 - Affine gap penalty
6.4 The effect of scoring parameters on the alignment
6.5 Multiple sequence alignemtn
 - 6.5.1 The progressive alignment method
 - 6.5.2 Improving progressive alignment
 - 6.5.3 Recent developements in multiple sequence alignment

출판사에 문의해보니 번역을 올리는 것은 안된다고 했다.
그래서 내가 발표한 chapter만.
뒤로 갈 수록 통계/수학적인 의미에 두통이 -.-
결국 슬라이드도 깨끗하다는...
수식을 다 슬라이드에 적어두는 것이 좋지만. 일단은..


Chapter 3.
3.1 What is evolution?
3.2 Mutations
3.3 Sequence variation within and between species
3.4 Genealogical Trees and Coalescence
3.5 The spread of New mutations
 - 3.5.1 Fixation of neutral mutations
 - 3.5.2 Simulation of random drift and fixation
3.6 Neutral evolution and adaptation

1.2 Mechanism of Evolution

 

진화의 일차적인 원인은 유전자의 돌연변이에 있다. 변이된 유전자 혹은 염기의 대체, 삽입/제거, 제조합, 전환 등에 의한 DNA염기서열은 유전적인 변화 와 자연선택에 의해 집단을 통해 확산될지도 모른다. 그리고 실제적으로 몇 종에서는 고정이 될 수도 있다. 이 변이된 유전자가 새로운 형태적인 혹 생리적인 특징을 만들어낸다면 이 특징은 또다시 유전자 변이가 일어나지 않는 한 모든 자손들에 의해 유전될 것이다. 그러므로 만약에 우리가 종의 집단에 유효한 계통분류학 트리구조를 만든다면 돌연변이로 나타난 어떤 특별한 특징으로도 종의 유연관계를 확인할 수 있다.

 

이 정보는 관심을 갖는 어떤 종의 특징의 진화적인 메커니즘을 이해하는데 유용하다. 종 특이적인 형질이 부족한 종의 유연관계에서 환경적인 상황을 비교하는 것은 그 형질들이 자연선택 혹은 유전적인 이동의 특별한 과정에 의해 진화가 되었을지도 모른다는 것을 제안한다. 만약 우리가 그들의 진화적인 변화를 연구하고 관련된 유전자를 찾아낸다면 우리는 어떤 종류의 유전자 변이가 형태적 생리적인 특질을 만들어왔다는 것을 알 것이다.

 

이 연구의 형태는 이미 랑구르 원숭이와 반추동물의 두개인 위 소화 시스템의 진화와 관련한 효소를 통해 연구되고 있다. 랑구르의 앞쪽 위에는 박테리아가 사는데 이것은 나뭇잎과 풀들을 발효 시킬 수 있다. 이 박테리아는  뒤쪽 위에서 리소자임에 의해 소화되고 RNA RNAse에 의해 분해된다. 발효된 혼합물은 소화된 박테리아를 포함하여 랑구르원숭이에게 영양물을 제공한다. 그것은 현재 통계적인 방법에 의해 이들의 원형이 되는 단백질의 아미노 시퀀스를 추론하고 특정 염기의 직접적인 돌연변이 형성에 따른 단백질을 구성할 수 있다. 그러므로 우리는 원형이 되는 단백질의 효소활성을 연구할 수 있다. 이러한 방법으로 유전적 기능의 진화적 변화를 연구하는 것이 가능하다.

 

변이, 자연선택, 유전적 이동, 재조합 등의 상대적인 중요성의 결정은 집단 유전학에서 중요한 주제가 된다.  이러한 목적으로 집단 유전학자들은 현재 대립형질의 진화 역사를 명확히 하고자 한 유전자 좌위에서 다른 대립형질을 알려고 한다. 여기에는 종 내에 다른 형질이 아닌 다른 종간에 계통분류 트리 구조에 문제가 있다.

흥미로운 결과 중 하나는 포유류의 MHC에서 몇 가지 대립형질의 유연관계 연구로부터 얻었는데 이는 수 백 만년 동안 집단 속에서 유지해온 것이다. 이런 관찰은 MHC 분자의 항체인식 위치의 관점에 일치하는 것으로 우위적인 선택을 하게 하는 주제가 된다. 다형성을 지닌 대립형질의 계통분류학적  분석은 유전자 내부의 재조합이 상당히 빈도 있게 일어날 수 있다는 것을 보여준다.

 

또한 다형적인 대립형질의 계통분류학적인 분석은 두 집단 사이의 유전적 흐름의 신장에 관해  중요한 정보를 줄 수 있다. 삼십 년 전엔 프라카쉬는 북 아메리카(보고타)와 남 아메리카(콜롬비아)의 초파리 집단에서 몇몇 효소 유전자 자리의 대립형질을 전기영동으로 확인했고 매우 많은 대립형질들이 두 집단 사이에서 공유 되는 것을 발견했다.

이 관찰로 그들은 보고타 집단이 남 아메리카로부터의 이주에 의해 1950년대 즈음인 최근에 형성되었다는 것을 알게 되었다. 그러나 이 결론은 전기영동을 통한 대립형질의 세분적인 분석을 토대로 코인과 펠톤에 의해 의문이 제기되었다. 후에 스캐퍼와 밀러는 이 문제를 연구했는데 북/남 아메리카 집단으로부터 알코올 탈수소효소의 다형적인 대립형질의 DNA서열로 계통분류 트리를 구성하여  보고타 집단은 십만 년 전에 형성이 되었을 거라는 결론을 지었다.

위의 예제로부터 분명한 것은 분자계통분류학은 진화의 메카니즘을 연구하는데 중요한 도구가 되었다는 것이다.

1. Molecular Basis of Evolution

1.1   Evolutionary Tree of Life

찰스 다윈의 시대 이래로 많은 생물학자들에게는 지구상에 있는 모든 생물의 진화 역사를 다시 쓰고 그것을 계통분류도(Haeckel 1866)의 형태로 표현하는 것이 꿈으로 여겨진다. 이 문제에 대한 이상적인 접근은 화석의 기록을 사용하는 것인데 단편적이고 불완전해서 대부분의 연구자들은 상대적인 형태/생리적인 방법을 사용해왔다. 이 방법을 사용하여 고전적인 진화학자들은 생물 진화역사의 주요 현상을 추론해왔다. 그러나 형태적/생리적인 특징의 진화적 변화를 통한 접근방법은 너무 복잡하고 진화역사의 그림을 똑 부러지게 만들 수 없다. 게다가 새로 만들어진 계통분류의 세부사항은 거의 항상 논란이 되어왔다.

최근 분자생물학의 진보가 이 상황을 철저하게 변화시켰다. 모든 생물의 청사진이  DNA(몇몇 바이러스는 RNA)로 쓰여진 이래로 DNA를 비교하여 생물의 진화관계를 연구할 수 있다.

이 접근은 형태/생리적인 특징을 이용한 고전적인 방법보다 몇 가지 이점을 갖고 있다.

 

첫째 DNA 4개의 염기로 구성된다. 아데닌, 티민, 시토신, 구아닌 그래서 박테리아, 식물, 동물들을 포함한 집단을 구분하는데 사용할 수 있다. 고전적 접근에서 이것은 사실상 불가능했다.

 

둘째로 DNA의 변화에 따른 진화가 다소 일정한 경향을 따르기 때문에 변화를 공식화하여 수학적 모델을 사용하는 것과 관계된 유기체의 거리에 따라 DNA를 비교하는 것이 가능해졌다. 형태학적 특징의 진화적 변화는 짧은 진화적 시간 조차도 극히 복잡하다. 그러므로 형태적 계통분류에 따라 보여지는 다양한 추측이 진실로 만족스럽거나 혹은 그렇지 않거나 하여 분명치가 않다.

 

세 번째로 모든 생명체의 유전체는 긴 염기의 연속으로 구성되어 있고 형태적 특징보다 많은 양의 계통분류학적 정보를 갖고 있다. 이러한 이유로 분자 계통분류학은 고전접근으로 풀기 힘들었던 계통도의 많은 분지 패턴을 명백히 기대된다.

 

계통학 또는 분류학은 생물학에서 가장 논란이 많은 분야이다. ,,과 등의 정의는 종종 주관적이고, 하위종/종 속 등을 지정하는데 같은 생물체를 다루는 두 전문집단에서 보기드물게 격렬하게 상반한다. 계통분류학은 계통학보다 논란의 여지가 적다. 이유는 일차적으로는 유기체의 진화관계와 상관하고 주어진 분류 단계에 따른 생물 집단의 명시에 이차적인 중요성을 띠기 때문이다. 그럼에도 불구하고 생물학의 두 분야는 가깝게 서로 관련이 있다.

왜냐하면 생물 분류는 그들의 진화역사를 반영하여 구성되기 때문이다.  이러한 관계로 계통분류학은 그것이 후에 나올 학문분야의 모든 문제들을 풀지 못하나 계통학의 과학적 기반을 발전시키는데 중요한 역할을 띠고 있다. 최근 분자계통분류학의 진보는  뒤에 언급될 생물분류의 다양한 양상에 이미 새로운 시각을 제공하고 있다

Masatoshi Nei (Pennsylvania State University)

Sudhir Kumar (Arizona state University) 두 저자(그외 여럿 있지만.)가 지은

Molecular Evolution and Phylogenetics의 책을

번역하여 올릴 곳이다.

언제 끝마치게 될지는 모르지만.

아무튼 노력하고자 한다. 원문을 실을지 말지 고민을 하고 있는 중..

아무래도. 원문은 힘들것 같다... 그리고 저작권도 있을 것 같고.

터무니 없는 번역도 생길 듯 싶지만.

나를 위한 공부를 해보고자... 한다.

이 다짐이 쉬이 꺼지지 않기를 바라며..