극지과학자가 들려주는 똑똑한 유전자 이야기

이정은

극지연구소생명과학연구본부책임연구원.
서울대학교사범대학에서생물교육학을전공하고,동대학교자연과학대학생명과학부에서식물발달유전학으로박사학위를받았다.학위과정동안에는,식물이계절의변화를인지하여꽃을피우는,즉개화과정을조절하는유전자들을공부하였다.
2011년부터극지연구소에서연구를시작하였으며,생명의최전선에서자라고있는작은식물들에게매료되어,두터운눈속에서생명을지켜내는극지식물들의유전메커니즘에대해연구하고있다.

들어가는글

1장내가너와다른이유
1.유전,유전자,DNA
2.인류역사상가장경이로운지도-유전체지도

2장진화와적응
1.진화는어떻게일어날까?
2.공통의조상,그리고생명의나무
3.자연선택과적응

3장재미있고신비한극지생물의유전자
1.펭귄,너는어디에서왔니?
2.투명한피를가진남극빙어
3.얼음을얼지않게하는얼음결합단백질
4.지구최강의동물,물곰
5.북극곰의초고속진화
6.피즐리와그롤라-이종교배
7.고래의비밀
8.얼음속남극이끼의부활

4장보물섬을찾아라!지구유전체프로젝트
1.메타유전체학,환경유전체학
2.극한생물,그들의놀라운능력
3.지금껏보지못했던공간,빙저호와그생태계
4.지구생물유전체프로젝트

맺음말
용어설명
참고문헌

펭귄이남극에서살아남기위해선택한유전자

극지에살고있는생물하면대표적으로떠오르는펭귄.펭귄진화의역사가최근에밝혀졌습니다.뉴질랜드와호주에살던펭귄의조상은성인사람만한덩치를가진새들이었지요.다이빙조류인펭귄이먹이를놓고바다포유류와경쟁하면서점점크기가작아졌을거라사람들은추측합니다.
이후황제펭귄과임금펭귄의조상들이남극으로이주하기시작하는데,이는아마도남극의풍부한식량자원을이용하기위한것이라생각됩니다.이후이들은남극의추운날씨에적응하기위해여러가지유전자를진화시켰지요.추위를이기기위한온도조절능력,더깊은바닷물까지의다이빙을가능하게해주는산소대사능력에영향을미치는유전자들이진화과정에서선발되었습니다.

남극빙어의피가투명한까닭은?

남극빙하아래에는아이스피쉬라불리는남극빙어가살고있습니다.커다란머리와삼킨먹이가훤하게보이는투명한몸때문에사람들의이목을끌어왔지요.2019년극지연구소를비롯한국제공동연구팀은3만773개의유전자가포함된남극빙어의유전체지도를공개했습니다.이들은수천만년의진화과정동안남극빙어가어떻게이런환경에서살아남았는지를알기위해이들의유전체를가까운친척유전자들의유전체정보들과비교했습니다.그러자자연선택의결과물들이그대로드러났습니다.
꽁꽁얼고녹기를반복하는남극의바다에서얼음의손상으로부터세포를보호할수있는결빙방지단백질이남극빙어의유전체에는고도로확장되어있었고,반면혈액의붉게만드는헤모글로빈단백질이없었습니다.헤모글로빈은체내로산소를운반하는역할을하는데,용존산소가풍부한남극바닷물에서,상대적으로쓰임이적은헤모글로빈유전자를도태시키는형태로남극빙어는진화해온것이지요.

극지과학시리즈의열세번째책

극지과학시리즈는남극과북극의육지와바다,대기는물론생태계와관련된모든현상과원리를알기쉽고깊이있게전달합니다.
극지과학시리즈는다음과같은생각을담고있습니다.
첫째,시각자료를충분히활용합니다.과학의특징중하나는‘데이터가말을한다.’는데있습니다.관측과실험결과를알기쉽게시각화하여독자가직접자료를확인할수있도록하였습니다.또한외국의최신자료를신속하게소개하면서,동시에국내과학자들이직접관찰하고실험한결과를적극반영하여설득력을높였습니다.책에사용된그림에는충분한설명을기초부터자세하게곁들였습니다.일반인은물론고등학생들도과학개념을시각화하여받아들이는데좋은자료로활용할수있을것입니다.
두번째는사람을통해서알려줍니다.과학은객관적인학문이라주관성이배제된학문이라생각하기쉽지만,실제로는그렇지않은경우가많습니다.누가,언제,어떤계기로연구를하게되었는가가생각보다큰역할을하곤합니다.이번시리즈에서는과학자들의실제연구과정을통해과학의발전과정을알아봅니다.또한과학자들이관찰과실험을하고이론을만들어가는과정그자체가하나의드라마이기도합니다.바로과학자를통해과학으로들어가는이유입니다.
세번째,과학은그자체가독립적이라기보다는,역사적,사회적,정치적,경제적요인들이함께녹아만들어진하나의과정입니다.과학적발전의방향을결정하고,속도를조정하고,결과를실용화하는데에도과학이외의수많은요소들이관여하고있습니다.이번시리즈에서는과학에대한이야기못지않게과학과관련된다른관점들을함께보여줄것입니다.
이시리즈를기획한극지연구소(KoreaPolarResearchInstitute,KOPRI)는우리나라유일의극지연구전문기관으로,극지의기후와해양,지질환경을연구하고,극지의생태계와생물자원을조사하고있습니다.또한남극의'세종과학기지',‘장보고과학기지'북극의'다산과학기지',쇄빙연구선'아라온'을운영하고있으며,극지관련국제기구에서우리나라를대표하여활동하고있습니다.