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- 아틀라스 블루 나비는 알려진 어떤 동물보다 많은 염색체, 무려 229쌍을 가지고 있다
- 남미 폐어는 약 900억 개의 염기쌍을 가지고 있는데, 이는 인간보다 약 30배 더 많은 양
- 유전자는 더 이상 없고, 조각만 더 많을 뿐
- 염색체 수가 많은 종은 추가적인 복잡성으로 인해 유전적 결함과 돌연변이를 더 자주 겪을 수 있으며, 따라서 멸종에 더 취약할 수 있다.암치료에 새로운 관점 제

나비, 염색체 수 최다 기록
아틀라스 블루 나비는 229쌍의 염색체를 가지고 있다. 이는 우리보다 10배나 많은 양이다.

기록적인 유전체를 가진 작은 생물:
나비과에 속하는 아틀라스 블루 나비는 알려진 어떤 동물보다 많은 염색체, 무려 229쌍을 가지고 있다. 북아프리카에 서식하는 이 작은 나비는 유전 기록을 세웠다. 그런데 왜 이 곤충은 이렇게 많은 염색체가 필요할까? 연구진은 아틀라스 블루 나비의 유전체를 최초로 완전히 분석하여 이 질문에 대한 놀라운 답을 발견했다.

▲ 아틀라스 블루 나비는 동물계에서 가장 많은 염색체를 보유한 기록을 보유하고 있다. © Dr. Roger Vila/ The Institute of Evolutionary Biology

모든 생명체는 외형, 발달, 그리고 기본적인 생물학적 과정을 제어하는 ​​고유한 유전체를 가지고 있다. 하지만 이 DNA 청사진의 내용은 생물마다 다를 뿐만 아니라 크기도 다르다. 어떤 종은 몇 개의 염색체와 관리 가능한 양의 DNA만으로도 살아가지만, 어떤 종은 엄청난 유전적 구성을 지니고 있다. 예를 들어 남미 폐어는 약 900억 개의 염기쌍을 가지고 있는데, 이는 인간보다 약 30배 더 많은 양이다. 열대 고사리 Tmesipteris oblanceolata의 유전체는 훨씬 더 크며, 1,600억 개의 염기쌍으로 알려진 모든 생명체 중 최다 기록을 보유하고 있다.

유전적 이상치(異相値)

케임브리지 웰컴 생어 연구소의 샬럿 라이트가 이끄는 연구진이 발견한 바에 따르면, 가장 많은 염색체를 보유한 나비는 아틀라스 블루(Polyommatus atlantica)이다. 모로코 산악 지대와 알제리 북동부 지역에 서식하는 이 옅은 파란색 나비는 229쌍의 염색체를 가지고 있으며, 이는 알려진 다른 어떤 다세포 동물보다 많은 수치다.

비교하자면, 우리 인간은 단 23쌍의 염색체를 가지고 있다. 유럽 레스타로우 블루(Polyommatus icarus)를 포함하여 기록을 경신한 이 나비의 가장 가까운 친척들도 세포 내 염색체 수가 그보다 약간 더 많다. 그렇다면 모든 나비 중에서 아틀라스 블루가 왜 그렇게 많은 염색체를 가지고 있을까? 이를 확인하기 위해 라이트와 동료들은 최초로 이 나비의 유전체를 완전히 시퀀싱한 후, 커먼 블루나비의 유전체와 비교했다.

▲ 연구 개요 (출처:September 10, 2025 / Constraints on chromosome evolution revealed by the 229 chromosome pairs of the Atlas blue butterfly / current biology)

유전자는 더 이상 없고, 조각만 더 많을 뿐

놀라운 결과는 두 나비의 유전체가 대체로 유사하다는 것이었다. 아틀라스 블루나비는 커먼 블루나비보다 훨씬 더 많은 염색체로 나뉘어 있을 뿐이다. 연구팀이 발견한 바에 따르면, 아틀라스 블루나비의 경우 성염색체를 제외한 모든 염색체가 "겨우" 300만 년 만에, 즉 DNA가 덜 꼬여 있는 곳에서 여러 번 분열되었다. 이로 인해 염색체 쌍의 수는 원래 24쌍에서 229쌍으로 증가했다.

또한 이 나비의 염색체 대부분은 이제 매우 작다. 각 염색체는 평균 236만 개의 DNA 염기와 약 73개의 유전자를 포함하고 있으며, 이는 전체 유전체의 0.5%에도 미치지 못한다. 이에 비해 다른 나비의 경우, 개별 염색체는 유전체의 평균 약 3.1%를 차지한다. 따라서 아틀라스 블루 나비는 특히 많은 수의 염색체를 가지고 있지만, 그 염색체는 매우 작다.

▲ 커먼 블루 나비는 아틀라스 블루 나비와 매우 유사하지만 염색체 수는 10분의 1에 불과하다. © Ivar Leidus /CC-by-sa 4.0

무슨 요점이 있을까요?

아틀라스 블루 나비가 왜 이처럼 심각한 유전적 변화를 겪었는지는 아직 불분명하다. 염색체 분열이 유전체 조각의 더 빈번한 재조합을 가능하게 하여 유전적 다양성을 증가시켰을 가능성이 있다. 라이트와 동료들이 설명했듯이, 이는 나비가 변화하는 환경에 더 빨리 적응하는 데 도움이 될 수 있다.

그러나 이 전략에는 단점도 있다. 세포 분열 과정에서 염색체 수가 증가함에 따라 오류 발생 위험이 증가한다. 따라서 염색체 수가 많은 종은 이러한 추가적인 복잡성으로 인해 유전적 결함과 돌연변이를 더 자주 겪을 수 있으며, 따라서 멸종에 더 취약할 수 있다.

이제 추가적인 연구와 다른 나비들과의 비교를 통해 이 나비의 유전적 특성의 정확한 본질을 밝혀낼 수 있을 것이다. "이제 아틀라스 블루 나비의 염색체가 시간이 지남에 따라 특정 부위에서 어떻게 분리되었는지 자세히 살펴볼 수 있게 되었으므로, 이것이 어떤 이점을 가져다줄지, 환경 적응 능력에 어떤 영향을 미칠지, 그리고 미래의 종 보존에 도움이 될 수 있는 DNA 정보를 얻을 수 있을지 연구할 수 있다"고 라이트는 설명했다.

암 치료에 대한 새로운 관점

이러한 발견은 암 치료에도 도움이 될 수 있다. 선임 저자인 마크 블랙스터는 다음과 같이 강조했다. "염색체 재배열은 인간 암세포에서도 발생하며, 아틀라스 블루 나비에서 이 과정을 이해하면 향후 암세포에서 이러한 재배열을 제한하거나 중단시킬 방법을 찾는 데 도움이 될 수 있다."

참고: Current Biology, 2025; doi: 10.1016/j.cub.2025.08.032
출처: Wellcome Trust Sanger Institute

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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