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야자열매, ‘떡잎’ 때 미리 품질 안다

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야자열매, ‘떡잎’ 때 미리 품질 안다

2015.09.29 18:00
네이처 제공
네이처 제공
이번 주 ‘네이처’ 표지엔 속이 꽉 찬 채 반으로 잘린 야자열매가 등장한다. 반면 앞쪽에 놓인 야자열매는 껍질이 쭈글쭈글하고 상태가 좋지 않다. 야자는 기름 생산량이 대두의 10배에 이를 정도로 많아 세계 식용 식물성 기름 생산의 45%를 차지한다.

 

야자나무는 열매를 맺을 때까지 수년을 공들여 키워야한다. 그럼에도 열매를 따기 전에는 품질을 알 수 없었다. 10여 년 전, 조직 배양기술을 적용해 수확량이 20~30% 높은 야자나무을 개발했지만 여전히 껍질이 쭈글쭈글하고 기름이 적은 저품질 열매가 등장하는 문제가 있었다.

 

로버트 마른티엔센 미국 콜드스프링하버 연구소 연구원 팀이 이끄는 국제공동연구진은 일찍이 야자열매의 품질을 예측할 수 있는 방법을 알아냈다.

 

연구팀은 야자열매의 개화 유전자 사이에 끼워져 있는 DNA조각인 ‘트랜스포존’에 메틸기가 손실되면 기름이 적은 저품질 야자열매가 생산된다는 사실을 확인했다. 이를 이용하면 야자 모종을 들판에 심기 전 단계에서 열매의 품질을 예측할 수 있다.

 

마르티엔센 연구원은 “육묘 단계에서 품질 예측이 가능하기 때문에 야자열매의 생산량을 30% 이상 증가시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다.

 

사이언스 제공
사이언스 제공

이번 주 ‘사이언스’는 복잡한 유전자의 모습을 담아냈다. 인간 유전자 분석 기술의 발전에 대한 리뷰 논문 4편이 특집으로 소개됐기 때문이다. 각 분야 전문가들이 저자로 참여해 인간 유전자 분석기술의 발전과정과 해결해야 할 도전과제 등을 주제로 삼았다.

 

유전자 분석기술은 1953년 ‘네이처’에 DNA의 비밀이 밝혀지며 시작됐다. DNA가 이중 나선 구조로 돼있다는 짤막한 편지 형식의 논문이 발표된 것이다. 그뒤 20여 년이 지나서야 과학자들은 ‘DNA 염기서열 결정법(DNA sequencing)’을 이용해 유전자를 본격적으로 분석하기 시작했다.

 

DNA 유전정보는 4종의 염기(A, T, G, C)로 구성돼있다. 염기서열을 분석한다는 것은 4종의 염기가 특정 유전정보 내에 어떻게 배열돼 있는지 그 순서를 밝히는 것이다. 대표적인 유전자 분석 사업인 ‘인간게놈 프로젝트’는 2003년 종료됐고, 현재는 과거엔 상상하지 못했던 ‘차세대 염기서열분석장비(NCS, Next-Generation Sequencing)’들이 등장하고 있다.

 

덕분에 사람이 일일이 손으로 유전자를 분석하던 작업을 모두 자동으로 진행할 수 있게 됐다. 과거엔 오류가 100개당 1개 정도로 발생한 반면, 현재는 1만분의 1 수준으로 줄었다. 대표적인 장비인 ‘초고속 염기서열분석장비’는 동시에 5만개가 넘는 염기서열을 분석할 수 있다. 인간 유전자 전체를 하루도 안돼 분석할 수 있다는 수준이다.

 

미국에서는 DNA를 통해 향후 질병 발생 가능성을 검사할 수 있는 유전자검사키트 ‘23andMe’도 나왔다. 2013년 미국 식품의약국(FDA)이 서비스 정확도의 한계와 오남용을 우려해 중단시켰지만 최근 들어 ‘블룸 증후군’에 대해서는 판매 허가가 났다. 블룸 증후군은 상염색체의 이상으로 인해 생기는 질병으로 작은 체형, 과민성 홍반이나 면역 부전을 일으키고, 암 발병 위험도 높이는 것으로 알려졌다.

 

아서 배뒛 미국 베일러의과대 교수는 “유전자 분석은 미래 의료기술을 이끌어갈 핵심 기술 중 하나”라고 말했다.

  

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