대장균의 장기간 진화 실험: 두 판 사이의 차이

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이 장기 진화 실험의 중심 질문은 [[진화생물학]]의 핵심적인 몇몇 문제인 시간에 따라 진화의 정도가 어떻게 변하는가, 진화된 정도가 동일 환경에서 재현 가능한 정도는 어느 정도인가, 진화에서 [[표현형]]과 [[유전체학|유전체]]의 관계에 관한 문제의 실험적 증거를 제공하기 위해 시행되었다.<ref name="Plant Breeding Reviews 2004">{{저널 인용|first1=Richard E. |last1=Lenski |year=2003 |title=Phenotypic and Genomic Evolution during a 20,000-Generation Experiment with the Bacterium ''Escherichia coli'' |pages=225–65 |doi=10.1002/9780470650288.ch8 |url=http://books.google.com/books?id=2BIK4_B_180C&pg=PA225 |editor1-first=Jules |editor1-last=Janick |journal=Plant Breeding Reviews |volume=24 |issue=2 |publisher=Wiley |location=New York |isbn=978-0-471-46892-9}}</ref>
 
대장균을 실험 유기체로 사용한 이유는 상대적으로 대장균이 짧은 시간에 많은 개체와 자손을 번식하고, 실험절차가 간단하기 때문이다 ([[분자생물학]]에서 대장균의 이용은 수십 년 동안 정리됨). 또한, 박테리아는 언제든지 냉동보존할 수 있고, 다시 살릴 수 있으며, 사료가 오염되었거나 실험에 방해가 되는 경우 최근 개체로 다시 시작할 수 있기 때문에 렌스키 박사는 이를 "냉동 화석 기록"으로 묘사했다. 렌스키 박사는 [[접합]] 없이 [[무성 생식]]만을 하는 대장균을 이용했는데, 이는 연구를 [[돌연변이]] 이외의 진화에 영향을 주는 다른 요소로부터 분리시킴으로서 [[유전자 표지]]를 이용하여 [[공통조상]]으로부터 진화해왔음을 보여줄 수 있기 때문이다.
 
=== 방법 ===
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=== Ara-3 개체군의 구연산 이용 진화 발생 ===
2008년, 렌스키와 그들의 일원들은 12개 개체군 중 하나에서 박테리아가 [[시트르산염]]을 에너지 자원으로 활용하는 중요한 적응을 관찰했다. 자연의 대장균은 일반적으로 산소가 있을 때 시트르산을 세포 외부에서 내부로 옮기는 것이 불가능하다([[TCA 회로]]로 병합한 다음 가능). 이 결과, 산소가 있을 때 시트르산염에서의 성장 지연은 이 종을 정의하는 특성이므로 [[살모넬라]]와 구분하는 중요한 특성이 된다. 33127 세대 근방에서, 실험자중은 샘플 중 하나에서 증식배지에서 철분을 획득하여 시트르산염에서 성장할 수 있는 클론을 이 개체군에서 발견하여 개체군수가 급격하게 증가한 것을 발견했다. 이전 냉동된 개체군의 샘플 실험을 통해 시트르산염을 이용하는 변이가 31,000에서 31,500 세대 사이의 어떤 지점에서 진화됨을 발견하였다. 그들은 이 개체군에게 유일한 수많은 유전자 표지를 이용하여 구연산 염을 이용하는 대장균이 오염될 가능성을 방지하였다. 마찬가지로 그들은 시트르산염을 이용하는 능력이 개체군 역사 중 예전에 고립된 유전적으로 완전히 동일한 클론에서 자발적으로 재진화 할 수 있음을 발견하였다. 심지어 구연산 염 이용 재진화가 가능한 이러한 클론에서도, 이 능력은 1조 세포당 한 번의 비율로 나타난다. 저자는 이 한 개체군에서 시트르산염 이용의 진화가 이전 것에 좌우된다는 점을 지적하는 이러한 결과가, 구연산 염 이용에 접근가능한 정도(구연산 염 이용에는 이 "잠재성을 불어넣는 변이의 결과인 적어도 두 개의 변이가 필요하다고 제시한 추후의 데이터와 함께)까지 변이의 비율을 높이는 효과를 가지는 비 적응적인 "잠재성을 불어넣는" 변이가 아닐까 하고 설명했다. 더 일반적으로, 저자는 이 결과가 [[스티븐 제이 굴드]]의 말을 빌려 진화 과정에서 "역사적인 우발적 사고가 심오하고도 지속적인 영향을 가져올 수 있다"는 것을 가리키는 점을 이야기했다.<ref name=pmid18524956/> 이와 관련하여, 렌스키의 실험에서 나타나는 진화현상은 gitA 유전자의 변이로 인한 Potentiation에 의해 가속됨과 다른 유전자의 Silencing도 밝혀지게 됨으로써 진화에 영향을 주는 요인들을 연구할 수 있는 기반이 되었다.<ref>https://elifesciences.org/content/4/e09696</ref> 기존의 유전자의 Silencing과 같은 방식도 그중 하나에 속하며, 이런 방향도 다양성 증가라는 [[진화]]의 한 방식이므로, 이는 직접 관찰되는 진화의 사례라고 말할 수 있다.<ref>{{저널 인용|url=http://mbe.oxfordjournals.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=11504843|title=The Evolution of Controlled Multitasked Gene Networks: The Role of Introns and Other Noncoding RNAs in the Development of Complex Organisms}}</ref>
 
==== 극히 일부의 잘못된 비방과 렌스키의 대응 ====
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* {{서적 인용|first=리차드 |last=도킨스 |authorlink=리차드 도킨스 |year=2009 |chapter=Forty-Five Thousand Generations of Evolution in the Lab |chapterurl=http://books.google.com/books?id=U8AFxmc76rcC&pg=PA116 |pages=116–33 |title=[[지상 최대의 쇼 (책)|지상 최대의 쇼]] |publisher=Free Press |location=New York |isbn=978-1-4165-9478-9}}
 
== 바깥외부 고리링크 ==
{{위키공용분류|E. coli long-term evolution experiment}}
* [http://myxo.css.msu.edu/ecoli/ 대장균 장기간 진화 실험 프로젝트 공식 사이트]