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멸종된 동물의 DNA 해독과 오염 (유전체, 염기서열)

과학자들은 멸종된 곰 종의 유전자 코드의 일부를 풀어서 언젠가는 네안데르탈인의 행동을 엿볼 수 있는 기술을 증명했습니다. 일반적으로 화석 기록은 대부분 뼈와 치아입니다. 그러나 생명의 청사진인 DNA 조각은 때때로 이 마른 표본에 달라붙습니다. 유전 물질을 추출할 수 있다면 오래전에 죽은 생물에 대한 풍부한 정보를 제공할 수 있습니다. 과학자들과 공상과학 소설가들은 고대 DNA를 사용하여 공룡이나 매머드를 완전히 부활시키는 것을 오랫동안 꿈꿔 왔습니다. 이 개념이 효과가 있다는 것을 증명하는 새로운 연구는 또한 더 오래된 생물에 적용하는 것이 매우 어려울 것임을 보여줍니다. 그러나 과학자들은 플라이스토세 동굴 곰(Cave bear)인 우르수스 스펠 레우스(Ursus spelaeus)로부터 적은 비율의 유전체를 배열하거나 해독할 수 있었습니다.

다음은 네안데르탈인입니다.

현대의 불곰과 밀접한 관련이 있는 동굴 곰은 10,000여 년 전에 사라졌습니다. 동굴 벽화와 화석 증거는 고대 인류가 이 동물들과 접촉했다는 것을 암시합니다. 연구팀은 오스트리아의 두 동굴에서 수집된 40,000년 된 동굴 곰 뼈와 이빨을 분석했습니다. 상대적으로 춥고 건조한 조건은 DNA 생존에 최적이었습니다. 과학자들은 이 곰의 DNA 코드에서 약 27,000개의 염기쌍을 확인했는데, 이 염기쌍의 전체 길이는 약 30억 개 정도입니다. 그러나 전체 코드를 염기서열을 분석하는 것은 매우 시간 소모적이었습니다. 과학자들은 인간의 조상을 탐구하는 데 더 관심이 있기 때문에 이 곰 연구를 단지 원리의 증거로 여깁니다. 이 건장한 유인원은 약 29,000년 전에 멸종된 것으로 여겨집니다. 네안데르탈인의 유전체 전체 또는 일부를 갖는 것은 그들이 무엇을 먹었는지, 뇌가 어떻게 만들어졌는지, 언어를 말했는지 등 알 수 없는 것들을 뼈들이 우리에게 알려줄 수 있습니다. 또한, 추출 기술은 최근에 발견된 호빗이라는 별명을 가진 플로레스인(Flores man)의 18,000년 된 유골에도 사용될 수 있습니다. 그러나 그 작은 골격은 열대 환경에서 발견되었고, 이것은 DNA 분해 과정을 가속화했을 가능성이 있습니다.

미생물과 벌레에 의한 오염

DNA가 시간이 지남에 따라 분해된다는 사실 외에도, 발견되는 DNA가 대부분 시체를 먹는 유기체에서 나오기 때문에 화석에서 유전자 염기서열 배열을 하는 것은 어렵습니다. 우리가 죽었을 때, 우리는 미생물과 벌레의 영양 공급원이 됩니다. 이 오염을 피하기 위해 과거 연구들은 미토콘드리아에서 나온 DNA에 초점을 맞추었습니다. 미토콘드리아는 세포의 에너지 공급원이지만, 그들은 또한 번식을 위해 그들만의 분리된 DNA를 가지고 있습니다. 세포에는 종종 수천 개의 미토콘드리아가 있기 때문에, 연구자들은 화석에서 미토콘드리아 DNA를 분리하는 것이 더 좋습니다. 비슷한 미토콘드리아 DNA를 가진 종을 발견함으로써, 생물학자들은 진화적인 가계도를 그려냈습니다. 그러나 멸종된 동물이 어떻게 생겼는지 또는 어떻게 행동했는지를 알기 위해서는 세포당 두 개의 사본만 있는 핵 또는 유전체 DNA의 염기서열을 분석해야 합니다. 유전체 데이터를 추적하기 위해, 연구팀은 샘플의 모든 DNA 조각(대부분은 미생물에서 유래)의 염기서열을 분석하고 나서 알려진 개 유전체와 일치시켜 곰에게 속한 DNA를 분리했습니다. 전체 곰 유전체의 염기서열은 밝혀지지 않았지만, 곰과 개는 약 5천만 년 전에 분기된 유사한 DNA를 가지고 있습니다. 과학자들은 수백만 개의 염기쌍 중에서 곰의 DNA에서 온 것이 6퍼센트 미만이라는 것을 확인했습니다. 이것은 깔끔한 작업입니다. 이것은 얼마 전에 멸종된 동물들의 진화 관계를 연구하는 데 매우 유망합니다.

인간에 의한 오염

과학자들이 얼린 정액에서 털북숭이 매머드를 되살리기 위한 노력을 발표했습니다. DNA가 너무 오래되었기 때문에 이것이 가능한지는 아직 알 수 없습니다. 10만 년은 아마도 한계 밖일 것입니다. 이것은 공룡 재생에 대한 희망을 무너뜨릴 것입니다. 호박 속에 갇힌 모기에서 작은 DNA 조각이 발견된다고 해도 1억 년 된 DNA라는 것을 증명하기는 어려울 것입니다. 또한, 실험실 작업자의 것인지 항상 걱정해야 합니다. 그것이 과학자들이 인간과 밀접하게 관련되지 않은 종으로, 그들의 기술을 먼저 실험하기로 선택한 이유 중 하나였습니다. 연구실에서 발견해낸 DNA는 엄격한 정책이 있기 때문에 인간의 오염에서 나온 것이 아닙니다.

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