이기적 유전자 요소 Meiotic Drive란 무엇인가

부모가 서로 다른 두 대립유전자를 하나씩 가지고 있다면 자식에게 전달될 확률은 원칙적으로 각각 50%입니다.

그런데 어떤 유전요소는 이 규칙을 따르지 않습니다. 자신이 자손에게 전달될 확률을 50%보다 높여버립니다.

이 현상이 바로 Meiotic Drive, 즉 감수분열 드라이브입니다.

Meiotic Drive란 무엇일까?

정상적인 감수분열에서는 두 대립유전자가 배우자로 거의 공평하게 나뉩니다.

하지만 Meiotic Drive를 일으키는 유전요소는 염색체 분리나 배우자 형성 과정에 영향을 주어 자신이 포함된 정자나 난자가 더 많이 살아남거나 선택되도록 만듭니다.

그래서 이런 요소를 ‘이기적 유전요소(selfish genetic element)’라고 부릅니다.

왜 이기적인 유전자라고 부를까?

중요한 건 이 유전자가 개체에게 반드시 도움이 되는 것은 아니라는 점입니다.

심지어 번식력을 떨어뜨리는 등 숙주에게 손해를 주면서도 자기 자신이 다음 세대로 전달될 확률만 높일 수 있습니다. 자연선택을 ‘개체에게 좋은 유전자만 퍼진다’고 단순하게 생각하면 이해하기 어려운 현상입니다.

어떻게 50%의 규칙을 깨뜨릴까?

방법은 하나가 아닙니다.

암컷의 비대칭 감수분열에서는 특정 염색체가 실제 난자에 들어갈 가능성을 높일 수 있습니다. 수컷에서는 자신을 가지고 있지 않은 정자의 발달을 방해하거나 죽게 만들어 상대적으로 자신의 전달률을 높이는 방식도 존재합니다.

초대받은 두 후보가 공정하게 제비뽑기를 해야 하는데 한쪽이 상대방 표를 몰래 없애버리는 것과 비슷합니다.

실제 사례도 있을까?

초파리의 Segregation Distorter가 유명합니다.

특정 유전형을 가진 수컷에서는 정상 대립유전자를 가진 정자의 발달이 방해받아 드라이버를 가진 유전자가 훨씬 높은 비율로 자손에게 전달될 수 있습니다. 일부 초파리의 성염색체 드라이브는 암수 비율까지 크게 바꿀 수 있습니다.

진화에는 어떤 영향을 줄까?

Meiotic Drive가 퍼지면 생물도 가만히 있지 않습니다.

다른 유전자들이 드라이브를 억제하는 방향으로 진화할 수 있고, 드라이버는 다시 이를 회피하는 방향으로 변화합니다. 일종의 유전체 내부 군비경쟁입니다.

최근 연구에서는 이런 충돌이 염색체 구조, 유전자 중복, 생식능력은 물론 종 분화와 유전체 진화에도 영향을 줄 수 있다고 보고 있습니다.

결국 Meiotic Drive는 유전이 항상 공정한 50대50 게임은 아니라는 사실을 보여줍니다.

유전체 안에서도 각 유전요소가 자신의 생존과 전달을 둘러싸고 서로 충돌할 수 있는 것입니다.