공룡의 DNA 샘플이 오늘날까지 살아남을 수 있다고 믿는 연구자들은 거의 없다. 하지만 유전물질이 얼마나 오랜 기간 후에 붕괴되는가에 대해서는 아는 연구자들은 없다. 최근 뉴질랜드에서 발견된 화석에 대한 연구를 통해서 티라노사우르스 렉스를 복제하려는 희망은 끝났다고 결론을 내렸다. 세포사멸 이후에 효소는 DNA의 뼈대역할을 하는 뉴클리오티드(nucleotide) 사이의 결합을 해체하기 시작하며 미생물은 이러한 부패과정을 빠르게 한다. 하지만 장기적으로 물과의 반응은 이러한 결합의 해체과정에 큰 역할을 한다. 지하수는 거의 모든 곳에 존재하고 있으며 매장된 뼈 샘플의 DNA는 이론적으로 특정한 비율을 통해서 부패하게 된다.

이러한 비율을 알아내는 것은 의미 있는 비교를 가능케 하는 DNA를 포함하고 있는 많은 양의 화석을 찾아내기 어렵기 때문에 어려움을 겪었다. 더 문제가 되는 것은 온도나 미생물의 공격 정도 그리고 산화로 인한 부패과정의 속도 변화와 같은 다양한 환경조건이었다. 하지만 코펜하겐 대학(University of Copenhagen)의 고유전학자인 모르텐 알렌토프트(Morten Allentoft)와 호주의 머독 대학(Murdoch University)의 마이클 번스(Michael Bunce)는 모아(moa)라고 불리는 멸종된 거대한 조류 세 가지 종류에 속한 158개의 DNA를 갖고 있는 다리 뼈를 조사했다. 600년에서 8,000년 정도 오래된 이 뼈들은 5킬로미터 거리의 세 개의 지점에서 발견된 것으로 13.1도라는 온도를 포함해서 거의 동일한 보존 환경을 갖고 있었다. 이번 발견은 학술지 ‘Proceedings of the Royal Society B’지에 발표되었다.

DNA 분해의 정도와 샘플의 연대를 비교하여 연구자들은 이들 DNA의 반감기는 521년이라는 사실을 계산해냈다. 이것은 521년 뒤에 샘플의 뼈대 역할을 하는 뉴클리오티드 사이의 결합구조의 절반이 붕괴된다는 것을 의미하며, 또한 521년이 더 지난 후에 이들 나머지 결합의 절반이 사라지며 이러한 속도로 붕괴한다는 것을 의미한다. 이 연구팀은 이상적인 온도인 영하 5도의 온도에서 하나의 뼈도 최대 680만 년이 지나가면 파괴될 것이라고 예측했다. 이 DNA는 훨씬 이른 시기에 해독할 수 없게 되며 그 시기는 약 150만 년 정도로 볼 수 있으며 이 때가 되면 나머지 가닥들은 너무 짧아져서 의미 있는 정보를 제공하지 못한다고 연구자들은 주장했다.

호주 시드니 대학의 컴퓨터 진화생물학자인 사이먼 호(Simon Ho)는 “이번 연구는 공룡이나 호박에 갇힌 고대의 곤충으로부터 DNA를 채취할 수 있다는 광범위한 믿음은 잘못된 것임이 드러났다”고 말했다. 하지만 비록 680만 년이라는 기간은 공룡시대의 뼈에는 접근할 수 없는 연대이기는 하지만(공룡의 경우는 적어도 6500만년 전의 시기이다) “우리는 가장 오래된 DNA 염기서열을 분석할 수 있을 것이다. 현재로서는 분석 가능한 것은 약 50만년 전의 것”이라고 호는 주장했다.

이번 연구에서 수행된 계산은 상당히 직접적이지만 많은 문제가 제기되고 있다. 뉴질랜드의 오타고 대학(University of Otago)의 고유전학자인 마이클 냅(Michael Knapp)은 “나는 이러한 발견을 통해서 동토층이나 동굴과 같이 완전히 다른 조건에서는 DNA에 대한 연구가 이루어질 수 있는지 여부에 대해서 흥미롭게 생각하고 있다”고 말했다. 또한 연구자들은 모아의 뼈 샘플들 사이에서 DNA 분해의 다양성의 38.6%만에 대해서 연대 차이로 설명할 수 있었다고 주장했다. 번스는 “DNA 보존에 영향을 줄 수 있는 다른 요소들이 존재하고 있다는 것은 확실하다. 발굴 뒤에 이루어지는 보관, 토양의 화학적 성분 그리고 심지어 이들 동물이 죽을 때의 시간마저도 설명의 요소에 포함시켜야 할 것”이라고 말했다.

출처: ‘네이처’ 2012년 10월 9일 (Nature doi:10.1038/nature.2012.11555)
원문참조:
Allentoft, M. E. et al. Proc. R. Soc. B http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2012.1745 (2012).