​Y염색체가 사라지면 남성들에게는 무슨 일이 생기게 될까?

[로버트 박]

​Y염색체가 사라지면

남성들에게는 무슨 일이 생기게 될까?

Y염색체가 사라지면 남성들에게는 무슨 일이 생기게 될까?

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인간의 성을 구별짓는 염색체는 XX와 XY다. 

우리는 부모로부터 그것을 각각 하나씩 얻는다. 

여성은 X 염색체만 전달할 수 있는 반면 

아기가 여성의 성(X)이 될지 남성의 성(Y)이 될지를 

결정하는 것은 남성의 정자다. 

그렇다면 Y 염색체가 감소하면 어떻게 될까? 

이것은 지구상 남성의 수가 감소할 것을 의미하는데,

 우리의 종과 생존에 어떤 영향을 줄까?
 이 갤러리에서 Y염색체가 더 이상 존재하지 않을 경우 

어떤 일이 발생할 수 있는지 알아보자.

XX 와 XY

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인간뿐만 아니라 다른 많은 포유류도 암컷은 2개의 X염색체,

 수컷은 1개의 X염색체와 1개의 Y염색체를 가지고 있다.

염색체

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인간 생물학의 기본 단위로 분해해 보면,

인간 세포의 핵에 있는 DNA 분자 하나하나는

염색체라는 긴 실에 채워져 있다.

염색체

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대부분의 인간 세포에는 23쌍의 염색체가 들어 있으며, 

이 중 절반은 각 부모에게서 나온다.

 '상염색체'는 22쌍이고, 마지막 23번째 쌍은 성염색체다.

Y 염색체

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남성성의 상징인 Y 염색체는 부계에서 결정된다. 

남성과 수컷이 물려주는 유전자에 따라 

인간과 포유류의 성별이 달라진다.

퇴화

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그러나 Y 염색체는 무서운 속도로 퇴화되고 있으며, 

몇 백만 년 후에는 완전히 사라질 수도 있을 것으로 보인다.

진화하거나 멸종하거나

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우리가 새로운 성 유전자를 생산하도록 진화하지 않는 한,

 Y 염색체의 퇴화는 결국 인류의 멸종을 초래할 수 있다.

유전자 기능

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X염색체는 약 900개의 유전자로 온갖 기능을 수행한다. 

이에 비해 Y염색체는 아무 기능이 없는 것처럼 보이는

 반복적인 DNA와 약 55개의 유전자를 가진다.

유전자 기능

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하지만 Y 염색체는 여전히 중요하다.

 배아에 남성의 성장을 시작하는 유전자를 가지고 있다

유전자 기능

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Y 염색체에는 인간의 고환(수컷 생식선)을 발달시키는

 '마스터 스위치' 역할을 하는 SRY 유전자가 포함돼 있다.

착상

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임신 후 약 12주가 지나면 이 유전자들은 

남성 호르몬(테스토스테론 및 기타 유도체)을 

만들어 아기가 남아로 성장할 수 있도록 한다.

확인

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SRY 유전자와 그 기능은 1990년에 처음 확인되었다. 

모든 척추동물의 성별을 결정하는 SOX9 유전자에서 

시작되는 유전자 경로가 밝혀졌다.

근본적인 결함

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우리 종의 초기에는 Y 염색체는

 X 염색체와 같은 크기였고, 

모두 같은 유전자를 포함하고 있었다

근본적인 결함

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그런데 Y 염색체에는 근본적인 결함이 있는 듯 했다. 

다른 염색체는 세포마다 2개씩 복제되어 유전자를

 재조합하여 해로운 돌연변이가 제거되도록 한다.

아버지에서 아들로

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 하지만 Y 염색체는 아버지에서 아들로 전해지는

 하나의 사본으로만 존재할 뿐이다. 

유전자의 '재조합'이 한 세대에서 다른 세대로 

이어지지 않는다는 뜻이다.

퇴화

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재조합의 이점을 가지지 않으면 Y 염색체 유전자는 

시간이 지남에 따라 퇴화하고 결국 유전체에서 손실된다.

유전자 손실의 둔화

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그럼에도 불구하고 Y 염색체는 유전자 손실 속도를 늦추는

 어떤 메커니즘을 가진 것처럼 보인다. 덴마크의 한 연구는 

62명의 남성으로부터 Y 염색체의 염기서열을 분석한 결과 

흥미로운 결과를 발견했다.

유전자 증폭

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그 결과 Y 염색체는 "유전자 증폭"이라고 불리는 대규모 

구조적 재배열이 쉽게 일어날 수 있음을 보여주었다.

유전자 증폭

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이 증폭을 통해 Y 염색체는 건강한 정자의 기능을 촉진하고 

유전자 손실을 완화하는 유전자의 여러 사본을 획득한다.

회문

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게다가, Y 염색체는 앞으로도 읽을 수 있고, 

뒤로도 읽을 수 있는 "회문"을 발달시킨 것으로 보인다

회문

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 회문들은 이 유전자가 더 이상 분해되지 않도록 보호한다. 

연구자들은 회문 서열 내에서 높은 비율의

 "유전자 전환 사건"을 발견했다.

유전자 전환 사건

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이 사건은 유전자 내의 복사 및 붙여넣기 과정이다. 

손상되지 않은 사본을 본판으로 사용하여 

손상된 유전자를 복구할 수 있다.

소멸

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과학계에서는 Y염색체 소멸 여부에 대해 논쟁을 벌이고 있다. 

어떤 사람들은 Y염색체의 소멸이 불가피하다고 주장하지만,

 어떤 사람들은 발생하는 돌연변이만으로도

 충분히 살 수 있다고 생각한다.

자연에서의 적응

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하지만 좋은 소식이 있다. 동유럽의 수컷 들쥐와 

일본의 가시쥐에게는 이미 그런 일이 일어났고, 

그들은 적응했다.

자연에서의 적응

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이 설치류들은 Y 염색체의 감소에 대한 진화 반응으로

 수컷을 결정짓는 새로운 유전자를 개발했다.

좋은 소식

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좋은 소식은 Y염색체가 결국 소멸한다고 해도 

반드시 남성 자체가 사라지는 것은 아니라는 것이다.

정상적인 인간의 생식

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설령 Y염색체가 사라진다고 해도 

인간의 생식에는 남성과 여성 모두가 필요하다.

보조생식

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흥미롭게도 보조생식법을 사용하면 

Y염색체가 지닌 많은 유전자가 필요하지 않다.

유전공학

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유전공학을 이용해 Y 염색체의 기능을 대체할 수 있는

 방법을 찾을 수 있다는 뜻이다. 이렇게 되면 

동성 커플이나 불임 남성도 아이를 가질 수도 있다.

자연생식

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하지만 이것이 가능해진다고 해서 언젠가 인간이 집단적으로

 자연적인 생식을 중단하기로 결정할 가능성은 거의 없다

우리는 모를 뿐이다

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 지금은 Y염색체가 사라지게 될지 아닐지 알 수 없다. 

설령 Y염색체가 사라진다고 해도 

우리에게는 몇 백만 년의 시간이 있다!

출처: (ScienceAlert) (IFLScience)

 (Deseret News) (AAAS) (Indy100)