7500만 년 된 공룡 화석의 연골 조직에서 놀랍도록 온전한 세포와 ​​염색체와 유사한 구조를 발견했다. 화학적 분석으로 세포 내에 단백질 잔류물질 과 유전물질 알아내. 백악기 화석에서는 여전히 DNA 조각이 발견될 수 있다.

백만 년 된 공룡 DNA 발견
고생대 백악기의 공룡 화석에서 유전 물질이 여전히 잘 보존되어 있다.

DNA는 지금까지 생각했던 것보다 훨씬 오래 시공간에 살아남을 수 있다.
연구원들이 7500만 년 된 공룡 화석의 연골 조직에서 놀랍도록 온전한 세포와 ​​염색체와 유사한 구조를 발견했다. 그들은 화학적 분석으로 세포 내에 단백질 잔류물질 과 유전물질이 있다는 것을 알아냈다. 백악기 화석에서는 여전히 DNA 조각이 발견될 수 있다.

▲ 미국자역사박물관에 소장된 어린 Hypacrosaurus altispinus.by Claire Houck,Ameican Museum of Natural History.

생명체의 유전 물질은 죽은 후에도 보존된다. 특히 뼈와 치아에 DNA가 남아 있다. 영원히는 아니지만.
시간이 지남에 따라 불안정한 유전물질 분자들은 서서히 분해된다. 매우 특정한 조건에서만 그 조각이 수천 년 동안 생존한다. 연구원들은 이미 초기 인간의 뼈에서 40만 년 된 DNA를 추출했다. 또한 영구 동토층에 보존된 70만 년 원시 말에서 유전물질을 분리했다.

이것들과 비교할만한 발견유물에는 공통점이 하나 있다.
모두 백만 년이 되지 않았다는 것이다. 베이징에 있는 중국 과학원의 알리다 바일레울(Alida Bailleul)은 "일반적인 현대의 가정에 따르면 DNA는 백만 년 이상 지속되지 않는다"고 설명했다. 따라서 과학자들이 공룡의 뼛조각에서 발견하고 싶었던 것에 더욱 흥미를 가졌다.
그들은 화석 유적에서 유전 물질을 발견했다고 생각한다.

▲ 왼쪽에는 염색체 구조가있는 확대된 연골 세포. 오른쪽에는 프로피디움 요오드화물 염색세포 - 붉은색 점은 DNA의 존재를 나타낸다. © Science China Press

잘 보존된 세포

연구원들은 몬태나에 있는 소위 두 의학 형성에서 공룡 발견자리를 조사했다.
7500만 년 된 갓 부화한 오리부리공룡의 전체 둥지가 그곳에 보존되었다.
초식 종 히파크로사우루스(Hypacrosaurus stebingeri)의 어린 동물들은 사지와 두개골 요소를 지니고 있어, 팀은 이를 자세히 살펴봤다.

Bailleul과 그의 동료들은 뼈의 화석 연골에 특히 주의를 기울였다.
그러나 완전히 예상치 못한 결과는, 그들이 조직에 잘 보존된 세포가 여전히 있다는 것을 발견한 것이다. 두 개의 연골 세포도 연결되었다. 그들은 세포 분열의 마지막 단계에 있는 것처럼 보였다고 과학자들은 보고했다. 핵뿐만 아니라 염색체 같은 구조와 내부 세포 구조도 현미경을 통해 볼 수 있었다.

원래 단백질의 잔존

"나는 그것을 믿을 수 없었다. 내 심장이 거의 박동을 멈췄다.” 바일레울은 말한다.
이 놀람을 고려하여, 연구원과 그녀의 팀은 즉시 흥미로운 질문을 제기했다.
좋은 세포 상태는 분자 수준에서도 가능할까? 다시 말해, 화석에 DNA 분자가 보존되어 있었을까? 이를 알아내기 위해 과학자들은 일련의 면역학적 및 조직화학적 분석을 수행했다.

아기 공룡의 샘플에서, 석화된 연골 주변의 유기 매트릭스가 모든 척추동물의 연골의 필수 구성 요소인 콜라겐 II에 대한 항체와 반응했다. 랄레이(Raleigh)에 있는 노스 캐롤라이나 주립 대학의 공동저자 메리 슈바이처(Mary Schweitzer)는 “이 테스트는 이 공룡에 원래의 연골 단백질이 남아 있음을 나타낸다. 결과는 소위 글리코사미노글리칸(분자량이 큰 사슬 형태의 이질(異質) 다당류를 통틀어 이르는 말)의 증거가 됐다.

"흥미로운 결과"

다음 단계로 연구원들은 분리된 연골 세포에 DNA 테스트를 수행했다.
DNA 조각에 특이적으로 결합하는 특수 색소는 실제로 7500만 년 된 세포 중 일부에 긍정적인 결과를 얻었다. 유전적 잔류물이 그 시대에 살아남은 것이다.

Bailleul과 그녀의 동료의 의견에 따르면, 이것은 유전 물질이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 오래 보존될 수 있음을 시사한다. “이 흥미로운 결과는 세포와 일부 생체 분자가 오랜 지질 학적 기간에 걸쳐 보존된다는 증거를 뒷받침한다. 그들은 DNA가 수백만 년 동안 지속될 것이다.”라고 확언했다.

더 필요한 가정은?

추가 조사를 통해 새로운 결과를 확인해야 한다. 과학자들은 이미 DNA가 오염으로 화석에 들어 갔음을 배제했다. "우리의 경우에는 그럴듯한 설명이 아니다"고 강조했다. “외래 유전 물질이 손상되지 않은 막을 통해 세포 내부로 들어갈 수 있는 메커니즘이 없기 때문이다.”

Bailleul과 그녀의 동료들은, 자신들의 발견이 다른 선사 시대 화석에서 유전적 유물을 찾는 학자들에게 힘이 되기를 바란다고 했다. 이들의 발견은 세포와 ​​DNA가 오랫동안 생존하는 조건을 명확하게 할 수 있다. 연구팀은 공룡의 핵에 있는 물질이 응축된 상태에 있다고 추측한다. 이것이 안정성에 기여했을 수 있다.

(National Science Review, 2020; doi : 10.1093 / nsr / nwz206)
출처 : Science China Press

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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