광합성을 하는 생물이 언제 탄생했을까? (10/12)

광합성을 하는 생물이 언제 탄생했을까? (10/12)

-지구생명사 연표를 바꾸어 쓸 대발견에 다그친다.

 

 

10, 모두가 절망하고 있는 대상에 희망을 본 것인가?

 

모두가 절망하고 있는 대상에서 희망을 발견하셨나요?

 

시작할 때는 몰랐지만, 진행하다 보니 <아, 모두가 포기했구나.>라는 걸 깨달았어요(웃음). 하지만 저는 공학부 출신으로 광합성의 진화에 대해 거의 지식이 없는 상태에서 뛰어들었기 때문에, 신선한 시각으로 전체를 볼 수 있었다고 생각합니다. 물론, 광합성 연구자나 진화학자가 지금까지 쌓아온 방대한 지식과 이론이 기반이 되지 않았다면 이번 연구를 달성할 수 없었을 것입니다.

그리고 저는 원래 잘 모르는 분야에 뛰어드는 걸 좋아합니다. 그 분야의 전문가들이 당연하다고 생각하는 것이라도 제가 스스로 걸리는 부분이 있으면 조사해 보고 싶어지거든. 그게 연구의 동기가 되고 있습니다.

 

그곳에 뛰어 들어 어떻게 절망을 극복하려고 했나요?

 

먼저, 10만 종 이상의 미생물 유전체 정보를 도입하여, 앞서 말씀드린 4종의 박테리아 간의 관계와 그 안에 속하는 모든 미생물 간의 관계를 조사했습니다. 이를 통해 <박테리아 자체의 계통수>를 명확히 밝혔습니다.

그런 다음, 광합성이라는 기능과 관련된 30종 이상의 유전자를 정밀하게 분석하여 광합성 유전자의 계통수를 구축했다. 이는 <기능의 진화>를 의미합니다.

그 광합성 유전자의 계통수를 박테리아의 계통수에 매핑함으로써, 박테리아 자체의 진화와 광합성에 관련된 다양한 기능의 진화 간의 관계를 분석했습니다. 두 가지를 연결함으로써 전체적인 모습을 파악하려 했습니다.

그 결과, 현존하는 광합성 유전자의 거의 모든 것이 테라박테리아 I 계통에서 진화한 것임을 알게 되었습니다. 그림을 보면 아시겠지만, 그 계통에는 시아노박테리아 문도 포함되어 있습니다.

참고로 위에서 두 번째의 불카니박테리아 문은 지난해 일본인 연구자가 발견한 것입니다. 일본은 현재 미생물 배양에 상당히 힘을 쏟고 있습니다. 실험실에서 배양하여 관찰하는 것은 미생물 연구의 기초입니다. 이번 제 연구도 그런 사람들의 노력 덕분에 많은 것을 밝혀낼 수 있었습니다.

미생물학자가 새로운 광합성 세균 배양에 성공하더라도, 진화학자가 <어차피 진화는 추적할 수 없습니다.>며 포기한다면 그 성과를 활용할 수 없겠지만, 저에게는 매우 유용한 정보이므로 매우 감사한 일입니다.

어쨌든, 박테리아의 계통수에 광합성 유전자의 계통수를 관련시킴으로써, 대부분의 광합성 유전자가 시아노박테리아를 포함한 테라박테리아 I 계통에서 대대로 전승되어 온 것을 알 수 있었습니다. 공통 조상으로부터 광합성 기능을 직계로 이어받은 자손은 테라박테리아 I에만 존재하는 것입니다.