아프리카에 서식하는 소들이 37℃ 이상 고온에도 잘 견디는 것은 특정 유전자 때문이라는 연구결과가 나왔다.
농촌진흥청은 한국을 중심으로 미국·영국·호주 등 9나라 17연구팀으로 구성된 '아프리카 소 게놈 컨소시엄(African Cattle Genome Consortium)'에서 세계 최초로 소의 더위 저항성 및 질병 저항성 관련 유전자를 발굴했다고 밝혔다.
기후변화는 전 세계적으로 축산 분야의 중요 쟁점이 되고 있다.
이번 연구 결과는 빠른 속도로 지구온난화가 진행되는 한반도의 가축 병 발생 및 생산성 향상과 직접 연결되는 중요한 정보로서, 환경적응성이 높은 한우 집단을 육성하는 데 기초자료로 활용할 전망이다.
참고로, 우리나라 대표 가축인 한우의 사육 적정온도는 10℃〜20℃로, 비육우의 경우 26℃ 이상이면 생산성이 떨어지고, 30℃ 이상이면 발육이 멈추며, 심한 경우 폐사로 이어지기도 한다.
이에 연구진은 다양한 기후에서 적응해 살아가는 아프리카 토착 소에 집중하고 토착 소 품종 48마리 3,700만 개 유전적 변이를 분석했다.
연구에 사용한 아프리카 소 품종 정보(출처 : 농촌진흥청)
그 중 높은 온도에서 잘 적응한 아프리카 토착 소와 한우, 홀스타인, 저지, 앵거스 같은 상용 품종의 게놈 정보를 비교한 결과, 고온에도 잘 견딜 수 있는 원인 유전자 4개를 발굴했다.
한우 및 아프리카 소의 진화적 거리 비교(출처 : 농촌진흥청)
더위에 잘 견디는 아프리카 품종은 한우와 유럽계 품종보다 열충격단백질 관련 유전자들이 오래 전부터 유전적 구조를 유지하며 현재까지 보존돼 있는 점을 확인했다.
특히, 열 조절 유전자와 관련된 슈퍼옥사이드디스뮤타제(SOD1) 유전자에 존재하는 단일염기서열변이(SNP)는 아프리카 토착 소에서는 95% 이상 보존된 반면, 한우를 비롯한 상용 품종에는 존재하지 않았다.
열조절 유전자(SOD1)의 아프리카 소 집단과 상용축 집단과의 비교 결과(출처 : 농촌진흥청)
아울러 이번 연구에서는 진드기 저항성, 우유생산 등 생산성 관련 유전자와 인수공통전염병인 수면병의 저항성 유전자도 확인했다.
수면병은 한 번 걸리면 잠이 든 채 숨을 거두는 병으로 '트리파노소마병(Trypanosomiasis)'이라고도 불리며, 연간 50만 명이 감염돼 5만여 명이 숨질 정도로 치명적이다.
수면병 저항성이 있는 서북부 아프리카의 '엔다마(N’Dama)' 품종을 조사한 결과, 식조절(feeding behavior), 빈혈 조절 유전자 등 4개 유전자가 수면병 감염에도 체중 유지와 무기력함·빈혈을 이겨내게 하는 유전자임을 확인했다.
수면병 저항성을 가지는 아프리카 N’Dama 품종의 유전적 구조(출처 : 농촌진흥청)
이번 연구는 농촌진흥청이 지원하는 차세대바이오그린21 동물분자유전육종사업단과 포스트게놈 다부처 유전체 사업의 하나로, 우리나라가 중심이 돼 진행했다.
한국에서는 농촌진흥청 국립축산과학원과 서울대·전북대·(주)조앤김 지노믹스가 주도적으로 참여했고, 연구결과는 국제 학술지인 '유전체 생물학회(Genome Biology)'에 실렸다.
농촌진흥청 동물유전체과 임다정 연구사는 "기후온난화에 따라 질병과 환경적응성이 높은 집단을 육성하는데 이번 유전정보를 육종 소재로 활용할 수 있다.”라고 하면서, "한우에서 보유하고 있는 내서성, 질병저항성 유전체 분석 연구를 추가로 진행해 DNA 정보를 활용한 가축생산성 향상 연구의 기반을 마련하겠다"라고 전했다.
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