바이오인

보그(Borg)라고 불리는 미생물 DNA의 가능성

BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 22-77

■ 온실가스의 주요 원인인 메탄을 분해, 소비하는 미생물에서 보그(Borgs) 라고 불리는 독특하고, 흥미로운 DNA를 발견

○ 미국 서부 습지에서 채취한 샘플에서 19가지 유형의 대형 ECE(extrachromosomal elements, 염색체외 요소)를 발견하였는데,

- 종전에 알려지지 않은 독특한 유형의 ECE로, 환경 속의 미생물로부터 유전자를 흡수하여 동화시키는 능력을 강조하는 측면에서 보그(Borgs)* 라고 명명

* 영화 ‘스타트렉’ 시리즈에 나오는 보그는 만나는 모든 생명체를 동화시키는 외계 존재("우리는 보그이고, 당신은 동화되고 있고, 저항은 무의미하다.")로, 스타트렉의 보그를 따라 명명

- 많은 ECE와 달리 원형이 아니 선형(linear)이고, 사슬의 양쪽 말단에 반복적인 서열을 보유하며, 유전자 내부와 사이사이에 다른 반복적 시퀀스를 많이 보유

※ 반복적인 서열은 미생물에게 중요한데, 구조는 다르지만 CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)라고 불리는 반복적 시퀀스는 미래에 특정 바이러스의 침입에 대항하기 위해 미생물이 자신의 DNA에 통합시킨 바이러스의 유전자 서열 조각임

- CRISPR와 관련 단백질은 유전자가위로 생명공학에 붐을 일으켰는데, 연구팀은 보그도 유용한 도구로 활용될 수 있을 것으로 기대

※ CRISPR 유전자편집기술을 개발한 제니퍼 다우드나 박사가 해당 논문의 공저자로 참여

○ 보그를 가지고 있는 미생물은 고세균(archaea) 그룹인 메나코페레덴스 (Methanoperedens) 종에 속하며, 보그 DNA 안에는 온실가스 메탄을 분해하는 효소(MCR)가 암호화되어 있음을 분석

- 메탄을 산화하여 분해하는 데에 핵심적 효소인 MRC 코딩 유전자는 숙주 염색체와 보그에 모두 존재하지만, 보그 내 유전자는 다양한 환경 조건에서 대사 능력을 조절하는 숙주의 능력을 향상할 수 있다고 제안

< 비정상적으로 큰 ECE를 가지고 있는 Methanoperedens >

출처 : Nature, Mystery find of microbial DNA elements called Borgs, 2022.10.19.

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