문어는 매우 복잡한 두뇌와 무척추 동물 특유의 인지 능력을 가진 예외적인 유기체입니다. 어떤 면에서는 무척추동물보다 척추동물과 공통점이 더 많습니다. 이 동물의 신경 및 인지적 복잡성은 인간 두뇌와의 분자적 유사성 때문일 수 있습니다.
연구에 따르면 동일한 점프 유전자가 인간의 뇌와 두 종의 문어(일반적인 문어)의 뇌 모두에서 활성인 것으로 나타났습니다. 이 발견은 이 놀라운 유기체의 지능의 비밀을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.
이미 2001년에 인간 게놈의 시퀀싱은 그 중 45% 이상이 분자 복사 및 붙여넣기 또는 잘라내기 및 붙여넣기의 메커니즘을 사용하여 한 지점에서 이동할 수 있는 소위 점프 유전자인 트랜스포존이라는 서열로 구성되어 있음을 보여주었습니다. 인간 게놈을 뒤섞거나 복제하는 것입니다.
대부분의 경우 이러한 요소는 조용히 유지됩니다. 가시적인 효과가 없고 이동할 수 있는 능력을 상실했습니다. 일부는 세대에 걸쳐 돌연변이를 축적했기 때문에 비활성 상태입니다. 다른 것들은 온전하지만 세포 방어 메커니즘에 의해 차단됩니다.
진화론적 관점에서 볼 때, 트랜스포존의 그러한 파편과 부서진 사본조차도 진화를 조각하기 위한 원료로 여전히 유용할 수 있습니다.
이러한 요소 중에서 가장 중요한 것은 인간 게놈에서 수백 개의 사본에서 발견되고 여전히 잠재적으로 활성인 이른바 LINE 계열(Long Interspersed Nuclear Elements)에 속하는 요소입니다.
전통적으로 LINE 활동은 이러한 요소가 관련된 진화 과정의 잔재인 과거의 유물일 뿐이라고 생각했지만 최근 몇 년 동안 LINE의 활동이 뇌에서 미세하게 조절된다는 새로운 증거가 나타났습니다. 많은 과학자들은 LINE 트랜스포존이 학습 및 기억과 같은 인지 능력과 관련이 있다고 믿습니다. 특히 학습 과정의 신경 제어를 위한 뇌의 가장 중요한 구조인 해마에서 활동합니다.
우리와 같은 문어 게놈은 점프 유전자가 풍부하며 대부분이 비활성화되어 있습니다.
연구원들은 여전히 복사하여 붙여넣을 수 있는 트랜스포존에 초점을 맞춤으로써 이 동물의 인지에 중요한 뇌 부분에서 LINE 계열 요소를 식별했습니다. 이 발견은 문어 신경계에서 활동하는 유전자의 분자 구성을 분석하는 데 사용된 차세대 염기서열 분석 기술에 의해 가능했습니다.
두 문어 종의 뇌에서 활동하는 LINE 계열 요소의 발견은 이러한 요소가 복사 및 붙여넣기 이상의 특정 기능을 갖고 있다는 아이디어를 뒷받침하기 때문에 매우 중요하다고 과학자들은 설명합니다.
“현미경 아래서 나는 수직 엽에서 이 요소의 활동에 대한 매우 강한 신호를 보았을 때 말 그대로 의자에 뛰어올랐습니다. 수직 엽은 문어에서 해마와 마찬가지로 학습과 인지 능력의 중심인 뇌 구조입니다. 인간에서”라고 연구 저자인 Giovanna Ponte는 말합니다.
과학자들에 따르면, “인지 능력 분야에서 LINE 요소의 활성을 보여주는 인간과 문어의 이러한 유사성은 유전적으로 멀리 떨어진 두 종에서 일어나는 현상인 수렴 진화의 매혹적인 예로서 설명될 수 있습니다. 동일한 분자 과정이 유사한 요구에 대응하여 독립적으로 발전합니다.”
“문어의 뇌는 기능적으로 많은 특징이 포유류의 뇌와 유사합니다. 식별된 LINE 요소가 지능의 진화에 대한 지식을 향상시키기 위해 연구해야 할 매우 흥미로운 후보인 것도 이러한 이유 때문입니다.”
이 연구는 BMC Biolog에 게재되었습니다.
2022-07-01 20:09:26
작가: Vitalii Babkin