과학자들, 호수 속 미세 생물의 첫 전 세계 게놈 지도 발표

국제 연구팀이 호수와 저수지에서 발견되는 미세 생물의 첫 전 세계 게놈 지도를 발표했다고 Phys.org가 10월 7일 보도했다. 연구팀은 모든 대륙에 걸친 28개국의 362개 호수와 저수지에서 나온 3,400개의 DNA 데이터 세트를 분석했다. 연구 결과는 네이처 커뮤니케이션즈에 게재됐다.

Phys.org에 따르면, 연구진은 약 3,660종에서 거의 20,000개의 미토콘드리아 게놈을 재구성했다. 미토콘드리아는 세포 내에서 대부분의 에너지를 생산하는 구조다. 연구팀은 여러 조류 및 관련 생물군에서 현재 세계 최고 권위의 참조 게놈 데이터베이스에 등재된 것보다 6배에서 20배 이상 많은 종을 확인했다.

연구에 따르면, 게놈 20개 중 1개 미만만이 종 위의 분류군인 알려진 속(genus)으로 분류될 수 있었고, 약 750종은 어떤 알려진 그룹과도 일치하지 않았다. “이는 우리 지식의 공백이 얼마나 큰지를 보여준다”고 제1저자 루카스 세라 몬카다스가 말했다. 그는 호수를 기능하게 유지하는 생물다양성의 상당 부분이 숨겨진 채 남아 있었고 한 번도 기록된 적이 없다고 말했다.

취리히 대학교 호소학 연구소의 미생물 진화유전체학 그룹 책임자인 아드리안-슈테판 안드레이는 무해한 조류와 그 독성 친척종이 현미경 아래에서 동일하게 보일 수 있으며, 이들을 구별하는 열쇠는 이들의 DNA에 있을 가능성이 크다고 말했다. 연구에 사용된 방법은 물 샘플에서 시작한다. Phys.org에 따르면, 물을 여과한 뒤 여과지에 걸린 모든 DNA를 시퀀싱이라는 과정을 통해 한 번에 판독한다. 그런 다음 머신러닝 도구가 미토콘드리아의 DNA를 식별하는데, 미토콘드리아 게놈은 작고 일반적으로 세포핵의 DNA보다 진화적 시간에 따라 더 빠르게 변한다.

Phys.org에 따르면, 연구팀은 호수와 계절, 연구 전반에 걸쳐 일관되게 종을 식별할 수 있도록 명확한 기준을 세웠다. 이 보고서에 따르면, 이 지도는 호수를 더 빠르고 정밀하게 모니터링할 수 있는 토대를 마련한다.

Phys.org에 따르면, 수십 년 동안 이들 생물은 1958년에 개발된 방법을 사용해 현미경 아래에서 하나씩 세는 방식으로 모니터링되어 왔다. 이 보고서에 따르면, 이 과정은 느리고 점점 희소해지는 전문성을 필요로 하며, 큰 사각지대를 갖고 있다. 2022년에는 독일-폴란드 국경의 오데르강에서 독성 미세조류가 대량 번성해 약 360톤의 물고기가 폐사했다.