[생명체의 탄생 - 3] 미토콘드리아만 왜 모계 유전일까?

미토콘드리아 이브인 이유는 앞에서 설명했듯이 미토콘드리아가 모계 유전이기에, 부모로부터 유전자를 둘 다 받는 것보다는 유전자 추천이 간편하다. 근데, 왜 미토콘드리아만 모계 유전일까? 하는 궁금증이 생겼다. 

 

미토콘드리아(출처 : 위키백과)

 

이에 대한 답은 23년 미국의 연구팀에 대해 알 수 있게 되었다.

이번 글을 아래 링크의 글을 읽기 쉽게 하여 작성하였다. 

 

1. 참고한 자료

https://m.dongascience.com/news.php?idx=61702 

미토콘드리아 DNA가 모계로만 유전되는 이유 찾았다

 

 

2. 미토콘드리아가 모계 유전인 이유

미토콘드리아 DNA(mtDNA)가 오직 어머니로부터 유전된다는 사실은 잘 알려져 있지만, 그 이유는 최근 연구에서 더 명확히 밝혀졌다. 미국 오리건보건과학대와 토머스제퍼슨대 연구팀은 성숙한 정자의 미토콘드리아 수가 매우 적고, 그 속의 DNA가 거의 손상된 상태라는 점을 발견했다. 이로 인해 아버지로부터 물려받는 mtDNA가 거의 없다는 것이다.

연구에 따르면, 정자의 미토콘드리아는 대략 100개 정도로 매우 적으며, 대부분의 DNA는 완전하지 않은 상태이다. 또한, 정자 내에는 미토콘드리아 DNA의 유지를 돕는 필수 단백질인 미토콘드리아 전사인자 A(TFAM)의 양이 부족하다. 결과적으로, 정자의 mtDNA는 수정 과정에서 의미 있는 유전적 기여를 하지 못한다.

난자는 반면 수십만 개의 미토콘드리아를 가지고 있어, 수정 후 아버지의 mtDNA가 어머니의 mtDNA에 비해 거의 영향력을 발휘하지 못한다. 이로 인해 mtDNA는 모계 유전을 통해서만 자손에게 전달된다.

진화적으로 보면, 모계 유전은 mtDNA 돌연변이 축적을 줄여 질병 발생 위험을 낮추는 데 유리하다. 미토콘드리아는 세포 내에서 에너지 생산을 담당하는데, mtDNA에 돌연변이가 생기면 심장, 근육, 뇌 같은 에너지 소비가 많은 기관에 심각한 문제가 생길 수 있기 때문이다. 따라서 어머니로부터 온전한 mtDNA를 물려받는 것이 자손에게 더 유리할 수 있다.

이 연구는 미토콘드리아 DNA의 모계 유전에 대한 이해를 깊게 하며, 생식 능력과 관련 질환의 치료에 중요한 통찰을 제공한다. 정자 성숙 과정에서 TFAM의 역할을 밝혀내는 연구는 불임 치료와 생식 보조 기술의 발전에 기여할 가능성이 크다.