유전이란 진화론과 유전학에 의하면 원핵생물(바이러스 등)과 원생생물(박테리아 등, 주로 단세포 생물)을 제외한 진핵생물의 경우 유성생식에 의해 자손에게 유전자를 전달해 주는 것이다.
허나 최근 연구에 의하면 유전자의 무성이동이 모든 생물군의 진화과정에서 늘 있어왔고 앞으로도 있을 수 있다고 하는데, 이는 Horizontal Gene Transfer (HGT), 즉 수평적 유전자 이동에 의해 발생한 것이다.
유전자의 이동은 수직적 유전자 이동(Vertical Gene Transfer, 이하 VGT)과 수평적 유전자 이동(Horizontal Gene Transfer, 이하 HGT)로 나눌 수 있다. VGT는 유성 또는 무성생식을 통한 부모의 유전자가 자손에게 전달되는 것을 말하고 HGT는 서로 다른 두개 이상의 종에 유전자가 무성(nonsexual)으로 이동하는 것을 말한다.
Image from BIONEWS (https://www.bio.purdue.edu/bionews/?p=1874)
보통 HGT는 원핵생물이나 원생생물에서 주로 나타나는데
- 형질전환(transformation)
- 형질도입(transduction)
- 접합(conjugation)
등으로 나눌 수 있다.
Image from Nature (http://www.nature.com/nrmicro/journal/v4/n1/fig_tab/nrmicro1325_F2.html)
그림과 같이
- 형질전환은 외부에서 유전자가 유입됨으로 그 DNA 구성이 변하는 것
- 형질도입은 박테리오 파지(Bacterio phage virus)에 의해 유전자가 도입돼서 DNA 구성이 변하는 것
- 접합은 박테리아 같은 단세포 생물들이 서로 접합했을때 유전자의 공유가 일어나 DNA 구성이 변하는 것
이다.
최근까지만 해도 식물이나 동물같이 복잡한 생명체에는 이러한 HGT가 일어나지 않을 것이라고 여겨왔는데 기생식물이 숙주식물의 영양분과 유전자를 추출해서 자신의 DNA를 바꾸는 방식으로 기생을 이어나간다는 연구가 계속해서 발견되고 있는 상황이다. (이러한 식물의 HGT를 연구함으로써 기생식물에 저항성을 가진 농작물(GMO)을 개발할 수 있다.)
Image from Nature (http://www.nature.com/nrg/journal/v16/n8/fig_tab/nrg3962_F5.html)
위의 생물 분류표의 가로선이 HGT를 나타내는데 박테리아와 고세균 등의 유전자가 수많은 생물군으로 들어가 새로운 DNA를 형성했음을 알 수 있다.
연구에 따르면 인간의 DNA의 8%정도는 박테리아나 바이러스 등에서 전해졌다고 한다. 인간의 DNA는 인간의 고대 조상에서부터 순수하게 내려온 것이 아닌, 분화과정에서 다른 종으로 부터 유전자를 받아서 형성된 것이다.
이미 인간은 유용한 생물들로 부터 그 성분을 추출해 약이나 신물질 등을 개발해왔다. 곰팡이에서 추출한 페니실린이 가장 대표적인 예다. 더 나아가 HGT가 지속적으로 연구된다면 GMO작물을 넘어선 GMO인간, 즉 새로운 유전자를 인간에게 넣어 새로운 DNA구조를 가진 신인류를 만들어 낼 수도 있을 것이다.
