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- 전 세계 141마리 집쥐의 게놈을 분석하고 비교
- 집쥐의 유전적 다양성, 인간을 휠씬 능가한다.
- 집쥐의 혈통은 약 24만5000년 전에 분리

집쥐의 유전적 역사
게놈 연구는 세 집쥐 아종의 기원과 발달을 밝혀낸다.

집쥐는 인간의 가까운 문화적 후계자일 뿐만 아니라 유전적 다양성도 우리를 훨씬 능가한다. 연구원들은 전 세계적인 게놈 연구에서 세 집 쥐의 아종의 발달을 재구성하고 놀라울 정도로 높은 수준의 이종 교배를 발견했다. 유전적 병목 현상 또한 집쥐가 인간 농업의 혜택을 받을 수 있는 곳과 시기와 그렇지 않은 곳을 보여준다. 

▲ 집쥐인 Mus musculus는 전 세계에 분포돼 있다. 연구원들은 이제 세 가지 아종이 어디에 어떻게 분포되어 있는지 조사했다. © Toyoaki Takada

집쥐(Mus musculus)는 오랜 성공의 역사를 가지고 있다. 인간에게 적응하는 능력 덕분에 그들의 조상은 북부 인도의 원산지 지역에서 전 세계로 퍼질 수 있었다. 유럽에서만 오랫동안 집쥐가 없었다. 청동기 시대에만 동부 아종 Mus musculus musculus(무수쿨루스)가 처음 나타났고 고대에는 오늘날에도 여전히 지배적인 아종 Mus musculus domesticus(도메스티쿠스)가 로마인들과 함께 이동했다. 그러나 세 번째 쥐 아종인 Mus musculus castaneus(카스타네우스)는 남아시아에 남아 있었다.

이 세 가지 아종이 언제 어디서 유래했는지, 유전적으로 어떻게 관련돼 있으며 어느 정도 혼합돼 있는지는 불분명하다. 따라서 홋카이도 대학의 후지와라 카즈미치(Kazumichi Fujiwara)와 그의 동료들은 이제 전 세계적으로 집쥐의 유전적 다양성을 더 자세히 조사했다. 이를 위해 전 세계 141마리 집쥐의 게놈을 분석하고 비교했다. "이것은 세 가지 아종을 모두 포함하는 야생 집쥐에 대한 최초의 게놈 연구다"라고 팀이 설명했다.

▲ 세 가지 아종과 그 혼합물에 대한 집쥐의 유전적 할당. 파란색: Mus musculus domesticus; 빨간색: M. m. musculus; 녹색: M. m. castaneus. © Fujiwara, et al./ Genome Biology and Evolution 2022

인간보다 더 많은 유전적 다양성

분석 결과 집쥐의 수가 인간보다 많을 뿐만 아니라 유전적 다양성도 DNA 분석에서 확인된 바와 같이 훨씬 더 높은 것으로 나타났다. 한 가지 이유는 세 아종이 이전에 생각했던 것보다 지리적으로나 유전적으로 덜 고립되어 있기 때문일 것이다. 후지와라(Fujiwara)와 그의 동료들은 "우리의 결과는 아종 삼각형이라는 단순한 생각을 실질적으로 바꾸었다"라고 말했다.

유럽에서 우세종인 아종 M. musculus domesticus는 남쪽 이웃인 M. musculus musculus와 제한된 범위에서만 번식할 수 있다. 결과적으로 유럽의 야생 집쥐는 거의 독점적으로 domesticus 아종에 속한다. 그러나 아시아에서는 이곳에서 발생하는 두 집쥐 아종이 너무 광범위하게 혼합되어 단 하나의 아종의 "순수한" 게놈을 가진 쥐가 거의 없다. "유전자 패턴은 카스타네우스와 무스쿨루스가 아시아에서 1만년 동안 혼합돼 왔다는 것을 나타낸다"라고 연구자들은 보고했다.

▲ 상염색체 데이터를 사용하는 ADMIXTURE 플롯. 추정된 아종 유전 성분의 비율을 보여주는 도표. 클러스터 K = 3 및 K = 4에 대한 결과가 표시된다. 동일한 국가 코드를 가진 샘플은 샘플링 사이트에 따라 서쪽에서 동쪽으로, 북쪽에서 남쪽으로 정렬됐다. (출처: 관련논문 Insights into Mus musculus Population Structure across Eurasia Revealed by Whole-Genome Analysis / GBE Genome Biology and Evolution)

개체수 발전은 우리의 역사를 반영한다.

유전자 비교는 또한 3가지 집쥐 아종이 갈라질 때를 보여주었다. 이에 따르면 집쥐의 혈통은 약 24만5000년 전에 분리되었다. 훨씬 후인 약 18만8000년 전에 musculus와 castaneus의 두 아종은 갈라졌다. 팀에 따르면 후자는 이 두 가지 유형의 하우스 마우스가 오늘날까지 자주 혼합되는 이유를 설명할 수 있다.
또한 흥미로운 점은 집쥐의 인구 역사도 인간의 역사를 반영한다는 것이다. 오늘날 독일에 널리 퍼져 있는 집쥐의 조상은 5만년과 5천년 전에 후속 확산과 함께 현저한 인구 붕괴를 경험했다. M. musculus musculus 아종의 발달은 유사했다. Fujiwara와 그의 동료들은 "이 유전적 병목 현상과 그 후의 증식의 순서는 아마도 농업의 확산과 밀접하게 연결되어 있을 것"이라고 설명한다.

실험실 마우스 연구에도 중요

연구팀에 따르면 집쥐의 역사와 유전학을 규명하는 것은 기초 연구와 진화생물학 뿐 아니라 실험용 쥐를 대상으로 하는 연구에서도 중요하다. 근친 교배 계통(대부분 Mus musculus domesticus 아종의 야생 집쥐의 후손)조차도 서로 상대적으로 다르며 다른 아종의 일부도 포함하고 있기 때문이다. 과학자들은 "이 종의 배경과 진화의 역사를 밝히는 것은 연구에서 그러한 쥐 모델을 이해하는 데에도 크게 기여한다"라고 기술했다.
(Genome Biology and Evolution, 2022; doi: 10.1093/gbe/evac068)
출처: Hokkaido University

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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