진핵생물은 어디에서 왔는가?

진화 tree에서 Archaea 돌풍이 심상치 않은데 어쩌면 진핵생물(Eukaryote)과 진정세균(Bacteria) 둘다 고세균(Archaea)에서 분지되어 나왔다는 결론이 날것 같은 불길한 예감이 든다.

리보솜 단백질의 아미노산 서열을 근거로한 진화 나무


Figure 4. Maximum-likelihoodunrooted trees constructed from the positional variation among alignedsets of ribosomal proteins. (a) Tree constructed from the concatenatedset of alignment blocks common in the 34 universal ribosomal proteinsfrom the three phylodomains: Bacteria, Archaea and Eukarya, labeled byorange bars in Figure 3. (b) Tree constructed from the concatenated setof alignment blocks common to both the eukaryotic and archaealrepresentatives and labeled by purple bars in Figures 1 and 2. Thetrees were constructed by the maximum likelihood approach with theTREE-PUZZLE procedure, Quartet Puzzling, 1000 steps and the JTT modelof substitution.

Abbreviations are Swiss-Prot codes:

Eukarya (top set):ARATH = Arabidopsis thaliana, CAEEL = Caenorhabditis elegans, DROME = Drosophila melanogaster, GUITH = Guillardia theta, HUMAN = Homo sapiens, ICTPU = Ictalurus punctatus, ORYSA = Oryza sativa, SCHPO = Schizosaccharomyces pombe, TETHY = Tetrahymena thermophila and YEAST = Saccharomyces cerevisiae;

Archaea (middle set): AERPE = Aeropyrum pernix, ARCFU = Archaeoglobus fulgidus, HALMA = Haloarcula marismortui, METJA = Methanococcus jannischii, METKA = Methanopyrus kandleri, METTH = Methanobacterium thermoautotrophicum, NANEQ = Nanoarchaeum equitans, PYRAB = Pyrococcus abyssi, PYRAE = Pyrobaculum aerophilum, SULSO = Sulfolobolus solfataricus and THEAC = Thermoplasma acidophilum;

Bacteria (bottom set): AQUAE = Aquifex aeolicus, BACSU = Bacillus subtilis, CAUCR = Caulobacter crescentus, CHLTR = Chlamydia trachomatis, CHLTE = Chlorobium tepidum, ECOLI = Escherichia coli, HELPY = Helicobacter pylori, STRCO = Streptomyces coelicolor, SYNY3 = Synechocystis sp. (strain PCC 6803), THEMA = Thermotoga maritima and TREPA = Treponema pallidum.

출처: http://archaea.ws/archive/html/volume2/2-1/

리보솜의 rRNA를 근거로한 진화 나무

출처: http://bio.fsu.edu/~stevet/pictures/TheBigTree.jpg

덧글

  • byontae 2009/06/09 19:07 #

    Archaea가 전에는 극단적인 환경에서만 서식한다고 생각했는데, 오히려 더 광범휘한 지역에 퍼져있다는 것이 밝혀지고 tree에서도 점점 가지를 넓혀가는것이...이제 바야흐로 대세는 Archaea!
  • 새벽안개 2009/06/09 19:19 #

    byontae 님, 새로운 Archaea가 더 발견되어 tree를 모양이 완전히 바꿀지도 모르죠.
  • Frey 2009/06/09 19:09 #

    Archaea가 최초의 생물이었을거라는 말이 되는군요^^; 과연 얼마나 Archaea가 영역을 넓혀갈지 궁금해지네요.
  • 새벽안개 2013/08/22 11:12 #

    Frey 님, 저는 Archaea가 최초의 세포생물이 아닐까 생각하고 있습니다.
  • 장미 2009/06/14 15:03 #

    Archea는 세포 배양을 거치지 않는 DNA 직접 추출 방식으로 생물다양성을 연구하면서 많이 발견되기 시작했지요. 위 그림은 예전에 세포의 외형적 분류를 통해 진핵과 원핵 생물로 구분되던 생물계를 Bacteria, Archea, Eukarya 라는 세 부류의 Kingdom으로 리보좀RNA 서열을 통해 구분 짓게 된 것에 큰 의미가 있지만, 어느 한 Kingdom에서 다른 kingdom이 나왔다고 말하기 위해 사용할수 있는 자료로는 무리가 있지 않을까 싶습니다. "의심"이라 하신 정도면, 아마도 최초의 생물이 극한 환경을 살아가는 Archea를 많이 "닮지"않았을까 하는 정도의 생각은 할 수 있겠지만, 현존하는 유전자의 서열을 통한 분류는 모두 가지 끝에 있는 다양성의 일부로 보는 것이 어떨까 싶습니다.
  • 새벽안개 2009/06/15 09:23 #

    장미님,
    혹시 Archaea 연구하시나요? 사실 저는 미생물 분류나 진화 전문가는 아닙니다. 그러기에 저는 짐작할 뿐입니다. 하지만 나름대로 생각해본 바는 아래와 같습니다.

    사실 현생 생물들은 모두 끝가지 라고 할수 있지요. 하지만 여기에서 기원을 찾을수 없는 것만은 아니라고 생각합니다. 현재 생물전체의 계통을 파악하는데 있어서 3 도메인 이론이 주류로 인정받는것 같습니다. 현생생물들은 거의 모두 20 아미노산 번역 시스템을 사용하고 있기 때문이 이것은 한번 개발된것을 전체 생물들이 공유하고 있는 것으로 보입니다. 그렇다고 볼때 초기 생물들이 3개의 도메인중 어디에 속하는가 하는것은 매우 중요한 문제입니다.

    현재의 연구방법은 out group을 설정할수 없기 때문에 non-rooted tree를 만드는데.... 잘 샆펴보면 그래도 유력한 초기 생물군이 어디에 가까운지는 찾을 수 있을거라 생각합니다. 제가 생각하는 추론 방법은 첫째 존재의 다양성입니다. 에너지를 얻는 방법, 환경의 다양성을 근거로 볼때도 Archaea가 유력해 보입니다. 아직까지는 정보부족으로 결론을 내리는 것은 유보해야 하겠지만요.
  • 장미 2009/06/15 13:40 #

    새벽안개님/ 저도 초기생물군의 "유사성"을 Archea군에 두는 것에 대해서 반론 같은 것은 없습니다만, 새벽안개님이 마지막 말씀하셨듯이 "유보"해야한다는 것이 더 바람직 하지 않은가 생각하는 정도입니다. "유사성"이 꼭 Archea가 원류이라는 것을 설명하는 것은 아니지 않을까... 제 전공은 아닙니다. 그냥 관심있어 어깨넘어 보는 정도지요.
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