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[표지로 읽는 과학] 효모 출아 과정을 시각화하다

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[표지로 읽는 과학] 효모 출아 과정을 시각화하다

2019.11.24 09:30
네이처 제공
네이처 제공

국제학술지 ‘네이처’는 21일 미생물 중 하나인 효모가 출아하는 과정에서 벌어지는 경쟁의 모습을 표지로 실었다. 출아는 ‘싹이 나온다’의 의미를 가진 한자어로 대부분의 효모는 출아를 거쳐 번식한다. 출아 과정의 첫번째 단계는 효모 모세포의 한 쪽이 부풀어오르는 데서 시작한다. 이후 횡경막이 생기면서 새로운 세포가 만들어지면 출아가 끝난다.


과학자들은 출아 과정의 첫번째 단계를 관찰하고 싶어한다. 효모 모세포의 ‘한 쪽’에 부풀음이 생기도록 유도하는 것이 무엇인지 알아내고 싶기 때문이다. 어떤 작용이 일어나길래 다른 쪽이 아닌 ‘한 쪽’에 부풀음이 생기냐는 것이다. 과학자들은 효모 모세포 내 물질들이 서로 자리를 차지하기 위해 경쟁이 벌어지고, 그 경쟁의 결과로 부풀음의 위치가 정해지는 것으로 보고 있다. 이와 관련해 많은 연구들이 이뤄지고 있지만 효모의 크기가 작아 높은 해상도로 관찰하는 것이 어려운 점으로 작용했다.


마이클 데사이 미국 하버드대 유기생물진화학과 교수 연구팀은 첫번째 단계에서 일어나는 모습을 성공적으로 관찰했다는 연구결과를 네이처 13일자에 발표했다.


연구팀은 첫번째 단계를 고해상도로 촬영할 수 있는 ‘재생 바코딩 시스템’을 이용해 효모 내 물질들이 시간에 따라 어떤 식의 변화를 겪는지 관찰했다. 그런 다음 ‘진행파’를 활용해 그 모습을 나타냈다. 진행파는 공간 내에서 임의의 방향으로 일정하게 진행하는 파동을 뜻하는 말이다. 실제로 표지에서 자주빛 진행파가 불규칙적이지만 한 방향으로 진행되는 것을 볼 수 있다. 


관찰한 결과 효모의 물질들에게 ‘부익부 빈익빈’ 현상이 일어나는 것으로 나타났다. 먼저 자리를 차지한 물질의 경우 부풀음으로 이어지는 경우가 잦았다. 연구팀은 “부풀음은 효모 모세포 내 물질들의 경쟁으로 결정된다”며 “경쟁에서 우위를 차지한 경우 변이로 이어진다”고 말했다.


데사이 교수는 “효모에 관련된 기존 연구모델로 해결할 수 없던 것을 증명해냈다”며 “진행파를 통한 시각화를 통해 속도, 예측 가능성을 알아볼 수 있을 것”이라고 말했다.
 

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