- 네안데르탈인 게놈의 거의 절반을 구성하는 구인류, 게놈 단편이 오늘날 유럽인의 유전자 풀에서 순환
- 평균적인 유럽인은 500개가 넘는 구인류 게놈 단편을 보유
- 전립선암 위험, 철분 잔류량, 혈액 응고 속도 및 신장과 관련된 SNPs도 포함

과학자들이 Max Planck Institute, 덴마크 대학, 아이슬란드 대학 연구원들과 공동으로 네이처(Nature)지에 현 인구 전반에 걸쳐 전체 게놈 시퀀스 데이터를 이용한 최초의 연구 결과를 발표했다. 이 연구의 목적은 5만년 전의 구인류가 현대 인류에 이르기까지 이중 교배가 현 시대에 남긴 유산을 밝히기 위한 것이다.

일반적으로 이 연구의 결과는 '아프리카 외에서 대부분의 인류는 주로 호모사피엔스와 여러 네안데르탈인 간의 반복된 접촉과 이종 교배로 인해, 그 유전자를 약 2% 정도 승계하고 있다'는 기존 예상을 지지한다. 이 결과는 또한 데니소바인에서 예상된 게놈 단편보다 더 중요한 것을 보여준다. 데니소바인은 네안데르탈인과 호모사피엔스 간에 이종 교배된 또 다른 구인류종이다.

그러나 이 연구의 주된 의의는 이와 같은 구인류의 유산이 가진 성격과 영향을 파악하고자 사용된 데이터의 전례 없는 규모에 있다. 1단계에서 이 연구는 1,000명 게놈 프로젝트에서 28,000명의 아이슬란드인(전체 인구의 약 10%)과 286명의 사하라 사막 이남 아프리카인에서 나온 전체 게놈 시퀀스(Whole Genome Sequence, WGS) 데이터를 사용했다.

기존 연구는 현재 양질의 시퀀스 데이터가 확보된 단 세 명의 구인류(두 명의 네안데르탈인과 한 명의 데니소바인)에서 나온 시퀀스 단편을 위한 현대 게놈을 찾는 데 지나치게 의존한 것이 한계점으로 작용했다. 연구의 저자들은 이 접근법을 뒤집어, 네안데르탈인으로부터 유전자 이입이 없는 호모사피엔스의 기준선으로 아프리카 시퀀스를 사용했고, 이를 아이슬란드 시퀀스 데이터와 비교했다. 여기에서 나온 염색체 단편은 아이슬란드인에서는 발견되지만 아프리카인은 공유하지 않으며, 무려 1천500만 개에 달하는 추정 구인류 단편으로 구성된 거대한 카탈로그를 구축했다.

연구의 저자들은 동일한 단편과 중복된 단편을 합친 후, 판독할 수 있는 게놈의 38~48%를 커버하는 50,000개 이상의 뚜렷한 구인류 단편을 발견했다. 이들 단편은 아프리카 표본에서는 발견되지 않은 단일 문자 시퀀스 변이형(거의 400,000개에 달한다)을 포함한다. 흥미로운 점은 아이슬란드 표본에서 구인류 단편이 전무한 거의 300개의 'archaic desert'을 발견한 것이다. 이는 전체 X 염색체를 포함해 거의 25% 게놈을 커버한다.

구인류 변이형의 표현형 영향을 더 잘 파악하고자 deCODE 팀은 210,000명의 아이슬란드인의 전체 게놈 데이터에서 271개 표현형과의 연관성을 조사했다. 가까운 비-구인류 변이형으로 인한 연관성을 제거하고자 연상되는 연관성을 선별한 후, 게놈 전반에 걸쳐 중요한 연관성을 지닌 다섯 개의 구인류 변이형을 특정했다. 그중 하나는 전립선 특이 항원(prostate specific antigen, PSA)과 전립선암 위험 감소 수준과 관련이 있지만, 구인류의 기원인지는 밝혀지지 않았다. 두 개는 헤모글로빈 수치와 양을 줄이는 것으로 나타났고, 네 번째 변이형은 혈액 응고에 걸리는 시간을 늘리는 것으로 나타났으며, 마지막 다섯 번째 변이형은 키가 크는 것을 억제하는 것으로 나타났다.

deCODE CEO이자 이번 연구의 선임 저자인 Kari Stefansson은 "게놈은 개별적 또는 집단적으로 우리의 기원을 알려줌으로써, 우리가 누구인지에 대한 더 많은 정보를 제공한다"라며 "이번 연구는 인류종 중 하나의 조상을 밝히는 일종의 보고서라 할 수 있다"고 언급했다. 그는 "연구 결과, 이 특정 지역에서 인간은 단순히 호모사피엔스가 아니라 고대 구인류(그 혈통이 완전히 소멸되지 않은 사촌종)의 후손이기도 한 것으로 밝혀졌다"라면서 "이는 이 혼종 유산의 의미를 이제 막 알아가기 시작했다는 것"이라고 설명했다. 또한, 그는 "그때부터 현재까지 약 5만년의 세월이 흐르는 사이, 인간은 구인류와 달리 지구 곳곳에서 섞이고, 이동하며, 정주하고, 번성할 수 있는 적응력과 다양성을 지니게 된 것"이라며 "이 힘든 시기에 이와 같은 차이가 성공의 열쇠였다는 것을 명심하고, 최대한 서로 돕는다면 어려움을 이겨낼 수 있을 것"이라고 덧붙였다.

아이슬란드 레이캬비크 기반의 deCODE는 인간 게놈을 분석 및 파악하는 글로벌 선도 기업이다. deCODE는 인간 유전학에 관한 독자적인 전문지식과 더불어 전사체학과 인구 단백질체학에 관한 증가하는 전문지식과 거대한 양의 표현형 데이터를 이용해 수십 가지 일반적인 질환에 대한 위험 인자를 발견했으며, 이들 질환의 발생 기전에 대한 핵심적인 통찰을 제공했다. 질병 유전학을 파악하는 목적은 그 정보를 이용해 질병을 진단, 치료 및 예방할 수 있는 새로운 수단을 마련하는 것이다. deCODE는 Amgen의 완전소유 자회사다.

[헤모라이프 하석찬 기자]