진화의 비밀이 풀릴 수 있을까?
대략 25억년 전 쯤에, 몇몇 조류가 광합성을 하기 시작하였는데 이것은 인간을 포함한 무수히 복잡한 생명체와 식물의 창조를 이끈 놀라운 발달이었다.
중부 미시간 대학 생물학과 조교수인 에릭 린톤 (Eric Linton)은 진화단계가 잠깐 동안 진행된 단일한 사건인지 아니면 장시간 동안 진행된 사건의 연속인지 여부를 알기 위해 조류로부터 광합성을 할 수 있는 능력을 획득한 단세포 유기체인 유글레노이드 (euglenoids)의 유전자 구성을 연구하고 있다.
결국에, 린톤은 어떤 유글레노이드에서 한 때 광합성을 조절하였던 휴면유전자가 재활성화 되는지의 여부를 알고 싶어한다. 과학자들은 병원 숙주와 싸우기 위한 인간에서처럼, 다른 유기체에서 장기간 휴면상태에 있는 유전자들이 다시 발현될 수 있는지의 여부를 명백히 알고 싶어한다.
린톤은 국립과학재단 (the National Science Foundation) 으로부터 354,000 달러의 지원을 받아, 광합성을 할 수 있는 능력을 오래 전에 잃어버린 6종류의 유글레노이드에서 총 유전체 서열 분석을 완료시키기 위한 3년간의 연구 프로젝트를 시작하였다.
린톤은 광합성을 위한 엔진, 또는 빛, 이산화탄소, 물로부터 당의 합성을 위한 엔진으로 작용하는 유글레노이드의 세포 성분인 엽록체 연구에 중점을 두고 있다. 연구 중인 몇몇 유글레노이드는 기능적인 엽록체를 가지고 있어 광합성을 수행할 수 있다. 다른 말로 하자면, 그 엽록체는 휴면상태인 것이다.
6종류의 유글레노이드로부터 엽록체를 암호화하는 유전자를 조사함으로써 린톤은 이들 모두가 같은 조상으로부터 광합성을 할 수 있는 능력을 획득하였는지의 여부를 알고 싶어한다. 또한, 린톤은 두 유전체가 합쳐질 때 어떻게 이 유전자가 전이되고, 소실되고, 진화되는지를 추론하고 싶어한다.
대부분의 유전체 서열분석은 대학 밖에서 이루어질 것이지만, 린톤은 5만불 짜리 미분간섭 위상차 현미경 (differential interference contrast microscope)을 사용할 계획을 가지고 있다. 이 현미경은 3D 입체 이미지를 제공해 줄 수 있다. 한 명의 대학원생과 두 명의 대학생들이 그의 연구를 돕게 될 것이다.