연못에서 우연히 찾은 ‘생명의 규칙을 깨는’ 미생물

연못에서 우연히 찾은 ‘생명의 규칙을 깨는’ 미생물

옥스퍼드의 평범한 연못에서 건져 올린 물 한 병이 생물학의 오래된 규칙 하나를 흔들었습니다.

연구자들은 새로운 생명체를 찾으려던 것도 아니었습니다. 아주 적은 양의 DNA를 읽는 실험 방법을 시험하려고 연못 속 단세포 생물을 골랐을 뿐입니다.

그런데 유전체를 읽어보니 이상했습니다.

대부분의 생명체에게 ‘여기서 단백질 만들기를 멈춰라’라는 뜻인 신호 두 개가, 이 미생물에게는 전혀 다른 두 아미노산을 넣으라는 명령으로 쓰이고 있었습니다.

---

연구자들은 ‘특이한 미생물’을 찾고 있지 않았다

이 생물은 영국 옥스퍼드대학교 공원(Oxford University Parks)의 인공 담수 연못에서 채집됐습니다. 연구진은 2021년 4월 연못 가장자리의 물을 채취했고, 그 안에서 섬모충(ciliate)에 속하는 단세포 진핵생물을 분리했습니다.

연구진이 붙인 이름은 Oligohymenophorea sp. PL0344입니다. 아직 정식 종명이 붙은 생물이 아니라 연구용 표기로 불리는 생물입니다.

중요한 것은 발견 목적입니다. 연구팀의 원래 목표는 새로운 유전암호를 찾는 것이 아니라 세포 몇 개처럼 아주 적은 양의 시료에서도 DNA와 RNA를 읽을 수 있는 분석 방법을 시험하는 것이었습니다.

말 그대로 시험 대상으로 고른 생물이 뜻밖의 주인공이 된 셈입니다.

---

<ins class=""adsbygoogle"" style=""display: block;"" data-ad-client=""ca-pub-7844152035676622"" data-ad-slot=""8928497555"" data-ad-format=""auto"" data-full-width-responsive=""true"">

DNA에는 ‘마침표’가 있다

이 발견이 왜 이상한지 이해하려면 유전암호를 아주 간단히 볼 필요가 있습니다.

세포는 DNA의 정보를 RNA로 옮긴 뒤, 세 글자씩 묶인 코돈(codon)이라는 단위로 읽어 단백질을 만듭니다. 대부분의 코돈은 어떤 아미노산을 넣을지를 알려줍니다.

그런데 일반적인 유전암호에는 특별한 세 가지 신호가 있습니다.

UAA, UAG, UGA.

이들은 보통 단백질 합성을 끝내라는 종결 코돈(stop codon) 역할을 합니다. 글로 비유하면 문장의 마침표와 비슷합니다.

그런데 PL0344의 유전체에서는 원래 마침표여야 할 UAA와 UAG가 유전자 한가운데에서 계속 나타났습니다.

만약 일반적인 규칙대로 읽으면 단백질이 중간에서 계속 끊겨야 합니다. 하지만 실제 유전자 구조는 그렇게 설명되지 않았습니다.

이 생물에게 ‘STOP’은 STOP이 아니었다

연구진이 유전체와 전사체를 분석한 결과는 더 놀라웠습니다.

이 생물에서 UAA는 라이신(lysine)을, UAG는 글루탐산(glutamic acid)을 지정하는 것으로 나타났습니다. 일반적인 종결 신호 가운데 UGA만 종결 코돈으로 남아 있었습니다.

연구진은 단순한 분석 오류 가능성을 확인하기 위해 여러 방법으로 코돈의 의미를 예측했고, 재지정된 코돈과 짝을 이루는 억제 tRNA 유전자들도 확인했습니다.

특히 이상한 것은 UAA와 UAG가 서로 다른 아미노산을 지정한다는 점입니다.

기존에 알려진 유전암호 변형에서는 이 두 코돈의 의미가 함께 변하는 경우가 거의 대부분이었습니다. 연구진에 따르면 UAA와 UAG가 각각 서로 다른 아미노산을 지정하는 유전암호 변형은 이 연구가 최초 보고입니다.

---

<ins class=""adsbygoogle"" style=""display:block"" data-ad-format=""autorelaxed"" data-ad-client=""ca-pub-7844152035676622"" data-ad-slot=""3129745774"">

마침표 두 개를 잃었는데 어떻게 단백질을 끝낼까?

그렇다면 자연스러운 의문이 생깁니다.

세 개의 종결 신호 중 두 개를 다른 용도로 써버렸다면 단백질 합성을 제대로 끝낼 수 있을까요?

PL0344에서는 UGA가 그 역할을 맡습니다. 연구진은 유전자 바로 뒤쪽에서 UGA가 예상보다 많이 나타난다는 사실도 발견했습니다.

논문은 이런 추가 UGA들이 번역이 실수로 계속되는 상황에서 백업 종결 신호처럼 작동할 가능성을 제시했습니다. 다만 이것은 관찰된 분포를 바탕으로 한 연구진의 해석이며, 모든 작동 과정이 직접 확인됐다는 뜻은 아닙니다.

흥미로운 것은 생명이 단순히 기존 규칙을 버린 것이 아니라, 규칙을 바꾸면서 생길 수 있는 문제를 줄이는 방향으로 유전체가 구성됐을 가능성이 있다는 점입니다.

그런데 다시 찾으려 했더니 사라졌다

이 이야기에는 또 하나 묘한 부분이 있습니다.

연구팀은 PL0344를 장기간 안정적으로 배양하는 데 성공하지 못했습니다. 같은 장소와 주변 수역에서 이 생물을 다시 분리하려는 시도도 실패했습니다.

그래서 연구진은 확보했던 소수의 세포를 이용하는 저투입·단일세포 분석법으로 유전체와 전사체 자료를 만들었습니다.

즉, 연못에서 우연히 고른 작은 생물이 독특한 유전암호를 남겼지만, 연구자들이 다시 찾아 나섰을 때는 쉽게 잡히지 않았던 것입니다.

이 사실은 이 생물이 멸종했다는 뜻도, 그 연못에 더 이상 존재하지 않는다는 뜻도 아닙니다. 단지 연구진이 후속 채집에서 같은 생물을 다시 분리하는 데 성공하지 못했다는 의미입니다.

---

<ins class=""adsbygoogle"" style=""display: block;"" data-ad-client=""ca-pub-7844152035676622"" data-ad-slot=""8928497555"" data-ad-format=""auto"" data-full-width-responsive=""true"">

‘생명의 공통 언어’는 생각보다 유연할지도 모른다

유전암호는 생명체 전반에서 매우 잘 보존돼 있습니다. 그래서 학교에서는 흔히 거의 보편적인 생명의 언어처럼 배웁니다.

하지만 ‘거의 보편적’이라는 말은 ‘예외가 전혀 없다’는 뜻은 아닙니다. 특히 섬모충에서는 종결 코돈의 의미가 바뀐 사례들이 알려져 있습니다.

이번 발견이 중요한 이유는 단순히 또 하나의 예외가 추가됐기 때문만은 아닙니다. 서로 함께 움직인다고 생각했던 UAA와 UAG가 각각 다른 방향으로 재지정될 수 있다는 실제 사례가 발견됐기 때문입니다.

연구진은 섬모충 계통을 비교한 결과 여러 차례 독립적인 유전암호 변화가 있었음을 보여줬고, 아직 조사되지 않은 미생물들에서 더 많은 변형이 발견될 가능성을 제시했습니다.

2026년에 화제가 됐지만, 원 논문은 2023년 연구다

여기서는 날짜를 정확히 구분할 필요가 있습니다.

이 이야기는 2026년 10월 다시 소개되며 화제가 됐지만, 원 연구 논문은 2023년 10월 5일 PLOS Genetics에 발표됐습니다. Earlham Institute도 같은 날 연구 내용을 공식 소개했습니다.

따라서 이것을 ‘2026년에 새로 발견된 유전암호’라고 표현하면 부정확합니다. 정확하게는 2023년에 발표된 발견이 2026년에 다시 주목받은 사례입니다.

이 구분은 작은 것처럼 보여도 중요합니다. 흥미로운 제목을 만들더라도 발견 시점과 재보도 시점은 섞지 않아야 하기 때문입니다.

---

<ins class=""adsbygoogle"" style=""display:block"" data-ad-format=""autorelaxed"" data-ad-client=""ca-pub-7844152035676622"" data-ad-slot=""3129745774"">

가장 놀라운 것은 발견 장소가 아니라 발견 방식이다

거대한 연구선이나 극지 탐사대가 찾아낸 생물이 아닙니다.

옥스퍼드의 공원 연못에서 떠온 물 속 생물을 연구자가 실험 방법을 시험하기 위해 골랐습니다. 그리고 그 작은 선택이 유전암호의 예상 밖 예외를 보여줬습니다.

이 발견은 생물학의 모든 교과서가 틀렸다는 뜻이 아닙니다. 대부분의 생명체에는 기존 유전암호가 그대로 적용됩니다.

대신 더 흥미로운 질문을 남깁니다.

우리가 ‘생명의 기본 규칙’이라고 부르는 것들 가운데 아직 발견하지 못한 예외가 얼마나 더 있을까?

바다도 정글도 아닌, 사람들이 산책하는 공원의 연못 한쪽에서도 그 답의 일부가 숨어 있었습니다.

핵심 정리

• 연구 대상은 옥스퍼드대학교 공원의 담수 연못에서 분리한 섬모충 Oligohymenophorea sp. PL0344입니다.
• 연구진의 원래 목적은 새로운 유전암호 발견이 아니라 소량·단일세포 DNA/RNA 분석 방법을 시험하는 것이었습니다.
• 일반적으로 종결 신호인 UAA가 라이신, UAG가 글루탐산을 지정하는 것으로 분석됐습니다.
• UGA만 일반적인 종결 코돈 역할을 유지합니다.
• 연구진은 UAA와 UAG가 서로 다른 아미노산을 지정하는 형태를 최초 보고라고 설명했습니다.
• 장기 배양과 같은 장소에서의 재분리에는 성공하지 못했습니다.
• 원 논문은 2023년 10월 5일 PLOS Genetics에 발표됐으며, 2026년 10월 다시 소개되면서 화제가 됐습니다.

참고자료

• Earlham Institute — The end of genes: routine test reveals unique divergence in genetic code
  https://www.earlham.ac.uk/news/end-genes-routine-test-reveals-unique-divergence-genetic-code
• PLOS Genetics — Identification of a non-canonical ciliate nuclear genetic code where UAA and UAG code for different amino acids
  https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1010913