생명/의료

종의 공간 확장 서식지 정착의 진화 안정성 전략 연구

발행일 : 2019 / 11 / 23

중국과학원 선전(深圳)선진기술연구원 류천리(劉陳立) 연구팀은 캘리포니아대학교 샌디에고캠퍼스(University of California, San Diego) 화타이리(華泰立) 연구팀과 공동으로 공간 정착, 실험적 진화 및 합성생물 기술을 결합하여 종(Species)의 공간 정착 진화 안전성 전략을 연구했다. 해당 성과는 “공간 확장 서식지 정착의 진화 안정성 전략(An evolutionarily stable strategy to colonize spatially extended habitats)”이라는 제목으로 “Nature”에 장편으로 게재됐다.

합성생물학 연구가 직면한 어려움은 생물 시스템 형성 원리 인식 부족으로 인한 매뉴얼 시스템(Manual system)의 합리적 설계이다. 생물 시스템은 매우 복잡하지만 “시공간적 규칙성”을 보유하고 있다. “규칙성”의 형성 원리 규명은 복잡한 생명 시스템을 드노보 설계(de novo design)하는데 중요한 이론적 지침을 제공할 수 있다.

연구팀은 천이 속도가 빠른 종이 공간 정착 우위를 차지하지 않음을 발견했다. 지나치게 빠른 천이 속도는 종의 불안정성을 유발하여 쉽게 천이 속도가 늦은 종에 의해 침입된다. 종의 다양한 크기 서식지에서 정착은 최적 천이 및 생장 전략과 대응된다. 연구팀은 간단한 수학적 관계로 세균이 균형생장 및 운동의 진화 전략을 통해 공간에서 분포 다양성을 달성하는 규칙을 종합했다. 해당 성과는 안정적 합성 다세포 시스템 구축, 균질 환경에서 어떻게 생물다양성을 유지하는지에 대한 해석, 종의 천이 정착의 최적 전략 예측 등 문제를 연구하는데 이론적 지침을 제공했다.

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