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▲ 청둥오리, 흰뺨검둥오리 사진 자료

환경부 소속 국립생물자원관(관장 배연재)은 지난해부터 최근까지 진행한 유전체 연구를 통해 그간 일반적인 유전자로 구분하기 힘든 청둥오리와 흰뺨검둥오리를 식별할 수 있는 단일 유전자 신분증(DNA 표지)을 최초로 개발했다고 밝혔다.

기러기목 오리과인 청둥오리와 흰뺨검둥오리는 조류인플루엔자 발생 시 주요 조사 대상에 속한 조류다.

조류인플루엔자 조사 시에는 조사 지역 내 조류의 분변을 채취하여 조류인플루엔자 바이러스 검출 여부를 확인함과 동시에 유전자를 분석하여 분변이 어떤 종의 것인지를 밝히는 작업이 이루어진다.

두 종은 다른 야생 조류와 달리 일반적인 종 식별 유전자로는 구별되지 않아 그간 조류인플루엔자 조사에서 확인이 어려웠다.

※ 종 식별 유전자 : 종을 구분할 수 있는 유전자로, 동물의 경우 일반적으로 미토콘드리아 씨오원(COI) 유전자를 사용함

청둥오리와 흰뺨검둥오리는 신생대 제4기 플라이스토세 때 비슷한 시기에 분화한 까닭에 미토콘드리아 디엔에이(DNA) 서열이 매우 유사한 것으로 여겨지고 있다.

따라서 동물 종을 식별할 때 사용하는 미토콘드리아 씨오원(COI) 유전자는 물론 미토콘드리아 전체 디엔에이(DNA) 서열상에서도 종 간 차이가 거의 없다.

※ 신생대 제4기 플라이스토세: 지금으로부터 약 258만 년 전부터 1만 년 전까지의 지질 시대

※ 미토콘드리아: 세포 내 소기관으로 별도의 유전체 정보를 가지며 생물의 계통이나 종 식별 연구에 이용됨

※ 미토콘드리아 COI 유전자: 평균 37개인 동물의 미토콘드리아 유전자 중 하나로 동물의 종 식별에 전 세계적으로 공인되어 사용하는 유전자

이번 연구는 청둥오리와 흰뺨검둥오리의 전체 유전체를 대상으로 삽입-결실(indel) 영역을 비교·분석하여 종 식별 유전자신분증(DNA 표지)을 개발했다.

※ 삽입-결실(indel): 유전체 상의 어느 영역에서 적게는 1개, 많게는 10,000개 DNA 서열이 삽입되거나 결실되는 것으로, 종 식별이나 생물계통 연구에 이용됨

연구진은 두 종의 유전체 비교 결과 7곳의 삽입-결실 영역을 확인했다. 흰뺨검둥오리 16마리와 청둥오리 30마리를 대상으로 검증 실험한 결과, 최종 1개의 삽입-결실 영역에서 두 종이 뚜렷이 구별되는 것을 확인했다.

최종 검증된 1개 영역에서 49개 염기서열로 이루어진 특정 디엔에이 서열이 청둥오리는 있지만 흰뺨검둥오리는 갖지 않는 것으로 확인되었다.

이번에 개발된 유전자신분증(DNA 표지)은 49염기쌍(bp)의 특정 디엔에이서열이 있고 없고를 확인하여 쉽게 종을 구분할 수 있는 방식이다. 표지 영역 전체 길이가 비교적 짧아(400bp 미만) 한 번에 간단한 실험을 통해 종을 식별할 수 있는 데 의의가 있다.

※ bp(base pair): DNA 서열의 길이를 나타내는 단위, 1bp는 1개 염기쌍을 의미함

국립생물자원관은 이번 연구결과가 조류인플루엔자 바이러스가 검출된 오리류 분변을 대상으로 오리류의 종 식별에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

아울러 직접적인 개체 포획이 어려운 경우, 깃털이나 분변 등 흔적 시료를 이용한 조류의 생태 및 유전적 특성 연구에도 활용될 수 있을 것으로 보고 있다.

배연재 국립생물자원관장은 “생물자원의 과학적인 보전‧관리를 위해 디엔에이 정보를 바탕으로 한 생물종 식별 및 관련 기술 개발 연구를 지속적으로 추진해 나가겠다”라고 밝혔다.