학문
포유류의 태반 형성에 필수적인 유전자가 아주 오래전 조상에게 감염된 바이러스에 유래되었다는데 이게 정확히 무엇인가요?
포유류에게는 다른 생명체와 다르게 알을 낳지 않은데요 그러다보니 태반이 중요하고 이 태반 형성에 필수적인 유전자가 아주 오래전 조상에게 감연된 바이러스에서 유래되었다는데 이 내용이 정확히 무엇인지 궁금하네요
4개의 답변이 있어요!
말씀하신 유전자는 '신사이틴'이라느 유전자입니다.
태반형성에 필수적인 유전자인데, 아주 오랜 옛날 포유류의 조상이 내재성 레트로바이러스(ERV)에 감염되면서 게놈에 남은 유전자입니다.
원래는 바이러스가 세포막을 뚫고 주변 세포들을 하나로 융합시킬 때 쓰던 단백질 유전자였지만, 포유류는 이를 이용해 태반의 핵심 조직인 융합세포층을 만듭니다. 그리고 이 단백질이 태아 세포들을 하나로 융합시켜 엄마의 혈액과 태아 사이에 단단한 장벽을 형성하는 것입니다.
결국 바이러스의 특성을 살려 엄마의 면역계가 태아를 이물질로 보고 공격하지 못하게 보호하는 것으로, 신사이틴 덕분에 태반을 통한 영양분 공급과 노폐물 배출이 안전하게 이루어질 수 있습니다.
그런데, 상당히 재미난 점은 영장류와 설치류, 육식목 등은 서로 다른 시기에 각기 다른 바이러스에 감염되었다는 점이고, 그럼에도 각 동물군은 바이러스 유전자를 태반 형성에 쓰는 동일한 방식으로 진화시켰다느 점입니다.
포유류의 태반 형성에 필수적인 유전자는 레트로바이러스에서 유래한 싱시틴 유전자입니다. 약 1억 년 전 포유류 조상이 레트로바이러스에 감염되었을 때 바이러스가 숙주 세포막을 융합시키기 위해 사용하던 외피 단백질 유전자가 숙주의 유전체에 침투했습니다. 이 유전자가 진화 과정을 거치며 모체와 태아 사이의 태반 세포들을 하나로 융합시켜 영양분을 공급하고 모체의 면역 공격을 막는 생물학적 기능으로 재활용되었습니다. 결과적으로 과거 바이러스의 침투 기전이 태반의 외층을 형성하는 핵심 요소로 정착하면서 포유류가 알 대신 자궁 안에서 새끼를 키우는 체계가 완성되었습니다.
안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
포유류의 태반 형성에 일부 유전자는 과거 바이러스 감염의 흔적에서 유래한 것으로 밝혀졌습니다 .이를 내 인성 레트로바이러스 유전자라고 하는데, 아주 오래전 조상의 생식세포에 레트로바이러스 DNA가 들어왔고 이것이 진화 과정에서 숙주 유전체에 남느 것입니다 .이후 이 유전자 태반 세포끼리 융합해 영양 교환을 돕는 단백질을 만드는 역할을 하게 되었습니다. 즉 바이러스의 흔적이 포유류 번식에 꼭 필요한 기능으로 재활용된 사례입니다.
안녕하세요. 이 이야기는 포유류가 바이러스에 감염된 뒤 바이러스의 유전자를 그대로 태반 유전자로 사용하게 되었다는 뜻인데요, 내인성 레트로바이러스와 그 유래 유전자인 syncytin이 있습니다. 아주 오래전 포유류의 조상이 레트로바이러스에 감염되었을 때, 바이러스의 유전물질이 우연히 생식세포의 DNA에 삽입될 수 있었습니다. 생식세포에 들어간 바이러스 DNA는 후손에게 유전될 수 있기 때문에, 처음에는 바이러스의 흔적이었던 DNA가 세대를 거치면서 숙주 게놈의 일부가 되어버릴 수 있습니다. 그런데 이때 일부 바이러스 유전자가 완전히 제거되지 않고 남아 있다가 숙주에게 유용한 기능을 하는 방향으로 재활용되었는데요, 이때 중요한 것이 바이러스의 env 유전자에서 유래한 syncytin입니다. 원래 레트로바이러스의 Env 단백질은 바이러스가 숙주 세포의 막에 붙고 세포막과 융합하여 세포 안으로 들어가는 과정에 사용됩니다. 포유류에서는 이와 비슷한 세포막 융합 기능이 태반 형성에 이용되었는데요, 태반을 구성하는 중요한 세포 중 하나가 영양막인데, 이 세포들이 서로 융합하면서 여러 개의 세포가 연결된 합포체를 형성합니다. 이 구조는 모체의 혈액과 태아 측 조직 사이에서 물질 교환이 이루어지는 태반의 중요한 부분입니다. 즉, 단순화하면 고대 레트로바이러스 감염 → 바이러스 DNA가 생식세포의 유전체에 삽입 → 후손에게 유전 → 바이러스 유전자가 숙주 유전자처럼 변화 → 세포융합 기능을 태반 형성에 이용으로 나타낼 수 있습니다. 감사합니다.