요약
치즈 고양이의 주황 털은 Arhgap36 유전자 앞부분이 빠진 변이에서 생깁니다.
사이언스얼러트가 미국 스탠퍼드대 그레그 바시 연구팀과 일본 규슈대 도 히데히로 연구팀의 연구를 소개했습니다. 두 팀은 따로 연구해 같은 결론을 학술지 Current Biology에 실었고, 바시 팀의 결과는 2024년 사전 공개 논문으로 먼저 알려졌습니다.
왜 중요한가
- 포유류의 일반적인 유전 법칙을 따르지 않아 60년 넘게 풀리지 않던 털색 수수께끼가 풀렸습니다.
- 연구진은 단백질을 만드는 부분의 돌연변이를 예상했지만, 실제 원인은 그 앞의 조절 영역에 있었습니다.
- 치즈 고양이가 대부분 수컷이고 암컷은 주로 얼룩무늬인 이유도 함께 설명됩니다.
핵심 내용
- 주황 털을 만드는 피부 세포는 다른 고양이보다 Arhgap36의 RNA를 13배 많이 만들었습니다.
- 원인은 유전자 바로 앞에서 염기 5천 개(5kb)가 빠진 결실이며, 조사한 188마리 중 주황 고양이 모두에게 있었습니다.
- 이 유전자는 X 염색체에 있어, 암컷은 세포마다 X 하나가 무작위로 꺼지면서 주황과 다른 색이 섞입니다.
- 이 유전자가 과하게 작동하면 검은 색소 대신 붉거나 노란 색소가 만들어집니다.
- 과발현은 색소 세포에만 나타나며, 치즈 고양이가 둔하다는 속설은 과학적 근거가 없다고 했습니다.
HN 반응
- 2024년에 이미 알려진 발견을 다시 다룬 기사라는 지적에, 원문도 그 보도를 링크하고 있다는 답이 붙었습니다.
- 유전자 하나가 형질 하나를 정한다는 사고방식은 한계가 있고, 기전 없이 연관만 확인되는 경우가 흔하다는 분자생물학 쪽 의견이 이어졌습니다.
어쩐지 낯익다 했더니, 2024년에 나온 발견을 재탕한 거네요: https://www.science.org/content/article/gene-behind-orange-fur-cats-found-last
그 기사는 지금 댓글 다신 기사 안에 하이퍼링크로 이미 걸려 있어요. "스탠퍼드대 유전학자 그레그 바시(Greg Barsh)는 2024년 사이언스의 새라 리어던(Sara Reardon)에게 이렇게 말했다"라고요.
기사에서는 이 유전자가 행동의 원인이라는 증거가 없다고 합니다.
즉 이 유전자가 행동의 원인인지는 결론이 나지 않았다는 뜻입니다.
하지만 우리 모두 그럴 수도 있다는 건 알고 있습니다.
유전학 연구에서는 꽤 흔한 일입니다. 연관성은 관찰할 수 있어도 인과관계는 이해하지 못하는 경우가 많습니다. 분자생물학이나 생물물리학 관점에서 유전자와 단백질을 보는 사람들은, 유전학자들이 "어떤 단백질을 암호화하는 유전자의 대립유전자"라는 사고방식이 매우 제한적이라는 걸 서서히 깨달아 가는 모습을 지켜봐 왔습니다. 적어도 이제는 기저의 메커니즘을 설명할 도구가 없더라도 조절 변이, 인델, 구조 재배열에 더 주목하기 시작했습니다.
대부분의 털색이나 피부색이 그렇듯 이것도 멜라닌의 생성, 조절, 분포와 관련이 있습니다.
유전자 발현을 볼 때 적절한 관점은 형질이 아니라 도구인 경우가 아주 많습니다. 유전자를 knockout한다는 건 "이제 파란 눈"이 된다는 뜻이 아니라 "공구 세트에서 6번 소켓이 빠졌다"는 뜻이에요. 그래서 파란 눈과 함께 관련 없어 보이는 온갖 다른 증상이 같이 나타나는 겁니다.
(이 글을 보고 계실 파란 눈 친구분들께 애정을 담아)
맞습니다. 분자생물학자들은 수십 년 전부터 이 점을 지적해 왔습니다. 형질 중심의 유전학은 복잡한 표현형(궁극의 표현형은 시간에 따라 변해 가는 한 인간 전체의 분자 구조입니다)을 이해하는 사고방식을 크게 후퇴시켰습니다. 더 큰 게놈 집단에서 연관 연구만 몇 번 더 하면 모든 질병을 정복할 수 있다는 유전학 교수들의 오랜 고집과 싸우는 건 힘겨운 일이었습니다.
다만 유전자 knockout이 도구 하나가 빠지는 것에 얼마나 잘 대응하는지는 비유로서 잘 모르겠습니다. 진화의 복잡하고 정교한 기능적 역사 때문에 많은 유전자가 여러 역할을 맡고 있습니다(렌치를 망치로 쓸 수도 있죠). 그리고 많은 표현형은 도구 하나쯤 없어져도 버팁니다(렌치가 안 보여요? 대신 이 망치를 쓰세요!). 이런 세부 사항을 분자 수준에서 이해하고 인간의 전체 표현형과 연결하는 것은 수십 년째 제 주된 관심사지만, 솔직히 제대로 이해하는 게 하나라도 있다고는 말 못 하겠습니다.
네, 자연은 해커예요. 말씀대로 망치가 없으면 렌치가 망치 노릇을 하죠. 생물학에서도 똑같은 일이 보입니다. 그 효소가 없으면 급한 대로 이 효소가 대신 일하는 식이요.
저라면 "도구 설계도"라고 하겠습니다. (즉 유전자는 도구 역할을 하는 단백질이나 효소 등의 설계도입니다.)
다만 이상한 단서가 하나 붙습니다. 세포는 가끔씩 설계도 캐비닛을 열어서, 설계도가 있는 도구를 하나씩 전부 3D 프린터로 뽑아냅니다. 단, 설계도에 "이번엔 이 도구는 건너뛰어(침묵/억제)"라는 포스트잇이 붙어 있지 않은 경우에만요.
(혹시 궁금해하실까 봐 덧붙이면, "따로 지시가 없으면 도구를 전부 뽑는다"는 이 전략이 통하는 이유는 이 도구들 대부분이 아주 약해서 몇 번만 쓰면, 심하면 한 번 쓰고 부서지거나 소모되기 때문입니다. 그래서 이 도구들 대부분은 끊임없이 새로 뽑아야 합니다. 내구성이 더 좋은 도구는 세포가 과잉 생산하지 않도록 더 신경 써야 하고요.)
저는 "도구 설계도"가 유용한 모델이라고 봅니다. 중요한 도구라면 게놈이 같은 도구의 설계도를 여러 장 중복해서 갖고 있다는 걸 직관적으로 이해하기 쉬워지니까요. 그리고 세포 안팎에 그 도구가 "충분한지" "부족한지"를 감지해서 설계도에 포스트잇을 붙이고 떼는 장치(자동 감지 억제 장치)도 갖고 있습니다. 덕분에 "중복된 설계도 N장"이 "설계도 한 장"과 똑같이 작동하고, 도구가 넘쳐나 파묻히는 일도 없습니다. 게다가 설계도 한 장에 누가 낙서를 해도 나머지 설계도의 포스트잇을 더 자주 떼어내기만 하면 되니 "그냥 계속 잘 돌아갑니다." (덤으로 "손상된" 복제 설계도가 원본의 포크처럼 쓰여서, N세대에 걸친 돌연변이를 거치며 새로운 도구의 설계도로 서서히 다시 그려질 수도 있습니다. 처음부터 새 도구 설계도를 돌연변이로 만들어 내는 것보다 훨씬 빠르고, 그 과정에서 원래 도구를 만드는 능력을 잃지도 않습니다.)
아, 더 깐깐하게 따지자면 유전자는 도구 부품 설계도로 생각하는 게 가장 좋습니다. 기능하는 도구 하나를 만들려면 여러 단백질이 모여 결합해야 할 수 있고, 부품 하나가 여러 가지 도구를 만드는 데 소모될 수도 있으니까요. (하지만 특정 도구를 만드는 과정이 부품 하나의 점 돌연변이로 정확히 어떻게 망가지는지 예측하려는 게 아니라면, 예측 직관에는 큰 보탬이 되지 않습니다. 대부분은 잊어버려도 됩니다.)
거봐요, 제가 하고 싶지 않았던 얘기가 이거예요. 저는 비유에는 별 관심이 없고 메커니즘의 세부 사항을 전체적으로 파악하는 데 관심이 있는데, 살아 있는 인간 중에는 그걸 이해할 만큼 똑똑한 사람이 없다는 결론을 내렸습니다. 그러니 복잡한 표현형을 연구하려면 지금 당장 AI의 도움이 필요합니다.
그래도 조사할 만한 타당한 이유가 있잖아요. 특히 이 부분이요:
연구비 더 받고 싶은 과학자라면 누구나 하는 말이죠.
털색은 유전입니다. 행동은 영혼이 없어서 그런 거고요. 분명 관계는 있지만 직접적인 게 아니라 털색을 매개로 한 관계입니다.
행동은 주황색 뇌세포가 하나뿐이라서 그런 겁니다.
https://www.reddit.com/r/catbongos/
얼마 전에 제가 구독하는 서브레딧을 쭉 훑어봤는데 80%가 고양이 관련이었어요.
원래부터 그랬던 것 같으세요?
저는 "진지한" 서브레딧들이 하나둘 전부 독해지는 바람에 몇 년에 걸쳐 조금씩 탈퇴해 왔어요. 지금은 엉뚱하고 재밌는 것들이나 틈새 관심사만 남았습니다.
레딧을 건강하게 쓰는 방법이네요. 나머지는 대부분 분노 유발용 낚시거든요.
그래서 저는 레딧을 완전히 접어야 했어요.
어떤 주제를 따라가든 결국 정치 싸움으로 번지니 방법이 없더라고요.
저는 old.reddit.com 지원이 끊긴 뒤로 레딧을 안 들어갑니다. 지금은 lemmy.world를 써요. 그만두기 전에 레딧에 고양이 글이 늘어난 건 저도 느꼈습니다.
저도 그게 마지막 결정타였어요. old.reddit.com을 보려면 로그인을 강제하고, 모바일에서는 앱으로 밀어 넣고, 거기에 전반적인 독성까지 더해지니 더는 레딧을 쓸 가치가 없더라고요.
"redesign_optout" 쿠키를 true로 설정하세요.
그게 도널드 트럼프/조 바이든 탓이라는 건 생각해 보셨나요?
뻔한 얘기가 아닐까 봐 덧붙이는데 농담입니다.
저도 그렇게 해왔어요. 나를 기분 좋게 하던 서브레딧이 화나게 만들기 시작하면 바로 탈퇴했는데, "귀여운 고양이 사진"은 그런 변화에 비교적 강한 것 같아요.
전체 서브레딧의 80%가 고양이 관련이라고 해도 놀랍지 않을 것 같아요.
나머지 20%는 없애 버리세요.
이건 볼 때마다 웃겨요. 우리 집 주황이는 왜 시원하게 한 대 맞으려고 엉덩이를 저렇게 높이 드는지 아시는 분? 마치 무슨 시원함을 느끼는 것 같아요.
그냥 주인을 사랑해서일 수도 있죠. 물론 이런 경우일 수도 있고요:
https://en.wikipedia.org/wiki/Scent_rubbing#Domestic_cat
아마 성(性)과 관련된 행동일 거예요. 암컷이 엉덩이를 들어 올리는 건 이해가 가고, 수컷도 그 감각이 없어져야 할 진화적 압력이 딱히 없었겠죠.
그럴듯한 설명이긴 한데, 발정기 고양이는 꼬리를 그렇게 움직이지 않는다고 들었어요. 위로 올리는 게 아니라 옆으로 젖힌다더군요.
그러니 그게 이유일 수도 있고 다른 이유일 수도 있죠.
누가 그렇게 허리 아래쪽을 쳐 준 적 있으세요? 기분 좋거든요 :)