고릴라의 다배우자 사회 진화와 동반된 정자형성 관련 유전자의 광범위한 이완 선택

Core Concepts

고릴라의 다배우자 사회 진화로 인해 정자 경쟁이 크게 감소하였으며, 이는 정자형성 관련 유전자의 이완 선택압으로 이어져 다수의 유해 아미노산 치환이 축적되었음을 보여준다.

Abstract

이 연구는 261종의 유인원 유전체 데이터를 활용하여 고릴라 계통에서 선택압의 변화를 분석하였다. 고릴라에서는 단 96개의 유전자만이 양의 선택을 받은 반면, 578개의 유전자가 이완 선택압 하에 있는 것으로 나타났다. 이완 선택압을 받는 유전자들은 정자형성 및 정자 기능과 관련된 기능을 가지며, 많은 수의 유해 아미노산 치환이 축적되어 있었다.
이를 바탕으로 고릴라 이완 선택 유전자의 기능을 파리 모델 시스템에서 검증한 결과, 41개의 새로운 정자형성 관련 유전자를 발견하였다. 또한 이들 유전자의 인간 정상 대조군 대비 남성 불임 환자군에서의 유전자 변이 부담이 더 높은 것으로 나타났다. 이는 고릴라의 다배우자 사회 진화가 정자형성 관련 유전자의 이완 선택압을 유발하여 정자 기능 저하를 초래했음을 시사한다.

Stats

고릴라 계통에서 578개의 유전자가 이완 선택압 하에 있었다.
고릴라 이완 선택 유전자 중 75%의 아미노산 치환이 보존 선택압이 작용하는 부위에서 발생하였다.
고릴라 이완 선택 유전자 중 13.38%의 아미노산 치환이 "아마도 유해"로 예측되었다.

Quotes

"고릴라의 다배우자 사회 진화로 인해 정자 경쟁이 크게 감소하였으며, 이는 정자형성 관련 유전자의 이완 선택압으로 이어졌다."
"고릴라 이완 선택 유전자는 정자형성 및 정자 기능과 관련된 기능을 가지며, 많은 수의 유해 아미노산 치환이 축적되어 있었다."
"고릴라 이완 선택 유전자의 인간 정상 대조군 대비 남성 불임 환자군에서의 유전자 변이 부담이 더 높은 것으로 나타났다."

Key Insights Distilled From

Pervasive relaxed selection on spermatogenesis genes coincident with the evolution of polygyny in gorillas

by Bowm... at www.biorxiv.org 10-27-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.27.564379v2

Deeper Inquiries

고릴라 이외의 다른 포유류에서도 다배우자 사회 진화와 관련된 유사한 유전자 선택압 변화가 관찰되는가?

고릴라의 경우와 같이 다배우자 사회 진화와 관련된 유전자 선택압 변화는 다른 포유류에서도 관찰될 수 있습니다. 이러한 변화는 해당 종의 번식 전략과 사회적 구조에 따라 다를 수 있지만, 다배우자 사회에서는 정자 경쟁이 줄어들기 때문에 정자생산과 관련된 유전자에 더 이상한 선택압이 작용할 수 있습니다. 예를 들어, 다배우자 사회에서 정자 경쟁이 적은 종들은 정자 생산과 관련된 유전자에 이완 선택압이 더 크게 작용할 수 있습니다. 이러한 현상은 고릴라뿐만 아니라 다른 다배우자 사회를 형성하는 포유류에서도 관찰될 수 있습니다.

고릴라 이완 선택 유전자 중 일부가 인간 남성 불임과 관련되어 있다는 점은 어떤 임상적 의의를 가지는가?

고릴라 이완 선택 유전자 중 일부가 인간 남성 불임과 관련되어 있다는 발견은 남성 불임의 유전적 기반을 이해하는 데 중요한 의미를 갖습니다. 이러한 유전자들이 남성의 정자생산 및 정자 기능과 관련이 있다는 사실은 남성 불임의 원인을 규명하고 이를 다루는 치료 및 예방 전략을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한, 이 연구 결과는 남성 불임의 진단과 치료에 대한 새로운 접근법을 모색하는 데 기여할 수 있습니다. 따라서, 고릴라 이완 선택 유전자와 인간 남성 불임 간의 연관성은 남성 생식 건강에 대한 이해를 높이고 개선하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.

고릴라의 다배우자 사회 진화가 초래한 정자형성 관련 유전자의 이완 선택압은 다른 생물학적 특성 변화와 어떤 연관성이 있을 수 있는가?

고릴라의 다배우자 사회 진화로 인한 정자형성 관련 유전자의 이완 선택압은 다른 생물학적 특성 변화와 밀접한 연관이 있을 수 있습니다. 정자생산과 관련된 유전자에 대한 이완 선택압은 정자의 품질과 수량에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 종 내에서 번식 전략과 번식 성공에 영향을 줄 수 있습니다. 또한, 이러한 유전자의 변화는 종 내에서 번식 전략의 변화와도 관련이 있을 수 있으며, 이는 종의 번식 생태학적 특성과 진화적 적응에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서, 고릴라의 다배우자 사회 진화로 인한 정자형성 관련 유전자의 이완 선택압은 종 내에서 다양한 생물학적 특성 변화와 연관이 있을 수 있습니다.