효모 세포의 다세포 진화 연구

효모 세포의 다세포 진화 연구

매일 수천 개의 효모 세포를 배양하고 관찰하는 애틀랜타의 한 실험실에서 수행된 연구에 대해 설명합니다. 연구자들은 이러한 실험을 통해, 단세포 생물에서 다세포 생물로의 진화 과정을 연구하고자 하였습니다.

 

효모

실험 결과

이 연구에서는 가장 빠르게 성장하고, 가장 빠르게 번식하며, 가장 큰 덩어리를 형성하는 효모 세포들이 살아남았습니다. 이러한 효모 세포들은 약 10년에 걸쳐 서로 뭉쳐서 가지를 치는 눈송이 모양을 형성하도록 진화하였습니다. 이것은 수백만 년 전 단세포 생물에서 다세포 생물로의 전환을 연구하는 실험의 핵심입니다.

최근 Nature 저널에 게재된 논문에서는 실험 결과를 바탕으로 효모 덩어리가 육안으로 볼 수 있을 정도로 커져 부드럽고 질척거리는 물질에서 나무와 같은 단단한 물질로 진화했다는 사실을 발견하였습니다. 이 연구를 통해 효모 세포의 진화 과정에서 나타난 변화를 이해하는 데 매우 중요한 정보를 제공하였습니다.

 

연구 과정

이 실험은 리처드 렌즈키의 박테리아 진화 연구에서 영감을 받은 조지아 공대 교수인 윌 랫클리프가 시작하였습니다. 랫클리프는 효모에 대해서도 비슷한 실험을 진행하여 매일 가장 무거운 덩어리를 골라 다음 날의 효모 개체수를 늘렸습니다. 이 선택적 과정은 다세포성의 진화를 촉진하여 눈송이 효모의 개발로 이어졌습니다.

그러나 효모 눈송이는 박사후 연구원 오잔 보즈닥(Ozan Bozdag)이 산소 농도의 변화를 도입하기 전까지 고집스럽게 미세한 상태로 남아있었습니다. 보즈닥은 산소가 부족한 효모는 600번의 이동 과정에서 훨씬 더 크게 자라는 것을 관찰했습니다. 산소 부족이 효모의 성장을 방해하는 것이 아니라 오히려 성장을 촉진하여 크고 밀집된 클러스터를 형성하는 것처럼 보였습니다.

 

연구 결과

연구진은 산소에 크게 의존하지 않는 유기체의 경우 다세포로의 전환이 더 쉬웠을 수 있다고 제안합니다. 공동 저자인 피터 윤커에 따르면 이러한 클러스터의 강도는 다세포 유기체의 순환계와 유사한 구조의 발달로 이어질 수 있으며, 이를 통해 영양분이 클러스터 내의 모든 세포로 운반될 수 있다고 합니다. 그러므로, 이 연구는 지구상의 다세포 생명체의 초기 발달에 대한 통찰력을 제공할 수 있기를 희망하고 있습니다.