19세기 100만 마리서 현재 300마리로 감소
36년 전 냉동 보관한 암컷 세포로 복제
2020년 첫 성공, 복제 개체 3마리로 늘어
유전적 다양성 늘려 야생 복원에 도움 기대
판다처럼 눈에 검은 마스크를 쓴 동물이 있다. 검은발족제비(black-footed ferret)이다. 둘 다 멸종 위기에 몰렸다는 공통점도 있다. 미국 과학자들이 36년 전 냉동한 세포로 멸종 위기에 몰린 검은발족제비를 복제하는 데 성공했다. 검은발족제비 복제는 2020년 처음 성공했지만, 후손을 얻지 못했다. 이번에 두 마리를 추가로 복제해 개체 수를 늘리는 데 도움이 될 것으로 기대된다.
미국 어류야생동물보호국(USFWS)은 “지난해 5월 노린(Noreen)과 안토니아(Antonia)라는 이름을 가진 검은발족제비(black foot ferret) 두 마리가 복제 방식으로 태어났다”고 지난 17일(현지 시각) 밝혔다. 두 검은발족제비는 모두 1988년 윌라(Willa)라는 이름의 야생 암컷에게서 채취해 냉동 보관해온 조직으로 복제됐다.
19세기 100만 마리서 현재 300마리로 급감
검은발족제비는 몸통은 희거나 연한 갈색을 띠고 꼬리와 발, 눈에 검은색 무늬가 있다. 북아메리카대륙의 평원에 산다. 1800년대에는 야생 개체 수가 50만~100만 마리에 달했지만, 농경지가 늘면서 서식지가 사라지고 전염병마저 돌면서 현재 300마리 수준으로 급감했다.
과학자들은 야생 검은발족제비를 포획해 사육하면서 개체 수를 늘려왔다. 윌라는 처음에 포획된 야생 검은발족제비 중 하나이다. 윌라는 생전 새끼를 낳지 못했지만, 샌디에이고 있는 냉동 동물원(Frozen Zoo)에 자신의 유전자와 조직 시료를 남겼다. 냉동 동물원은 약 1000종에서 채취한 세포와 정자, 배아 시료를 1만개 이상 냉동 보관하고 있다.
연구진은 윌라의 냉동 세포를 배양해 수를 늘렸다. 이 세포를 사육 중인 암컷 족제비에서 채취한 난자와 융합해 복제 수정란을 만들었다. 융합 전에 미리 난자의 핵을 제거해, 수정란의 유전자는 윌라 세포와 같다. 마지막으로 복제 수정란을 대리모 암컷의 자궁에 이식해 자라도록 했다. 복제 양 돌리를 탄생시킨 것과 같은 체세포 핵융합 복제 방식이다.
검은발족제비 복제는 이번이 두 번째이다. 앞서 2020년에 역시 윌라의 조직으로 엘리자베스 앤(Elizabeth Ann)이 처음으로 복제됐다. 아쉽게도 앤은 후손을 낳지 못했다. 앤은 콜로라도주에 있는 검은발족제비 보호 센터에 살고 있는데 수컷에는 전혀 관심을 보이지 않았다. 수컷과 짝짓기를 한다고 해도, 선천적으로 생식 기관에 문제가 있어 새끼를 낳을 수 없다고 USFWS는 밝혔다.
검은발족제비 유전적 다양성 높일 수 있어
노린은 현재 검은발족제비 보호 센터에 살고 있으며, 안토니아는 버지니아주에 있는 스미소니언 국립동물원보존생물학 연구소에 있다. USFWS는 “노린과 안토니아는 모두 건강하며 정상적으로 성장하고 있다”며 “두 마리 모두 짝짓기가 가능한 나이가 되면 번식에 사용될 예정”이라고 밝혔다.
과학자들은 복제 동물이 검은발족제비의 유전적 다양성을 늘릴 수 있다고 평가했다. 2020년 앤, 지난해 노린과 안토니아를 탄생시킨 윌라의 조직에는 현재 개체군에서 평균적으로 발견되는 것보다 유전적 변이가 3배나 많았다. 지금 검은발족제비에 없는 이러한 유전자를 기존 개체군에 도입하면 종의 유전적 다양성에 큰 도움이 될 것이라고 USFWS는 밝혔다.
현재 사육 중인 검은발족제비는 복제 개체 3마리를 제외하고는 모두 1980년대에 포획된 야생 개체 7마리의 후손이다. 조상이 같아 유전적 다양성이 제한될 수밖에 없다. 한 동물이 전염병에 걸리면 모두 위험해진다. 그만큼 개체 수 회복에 어려움이 있다. 과학자들은 복제를 통해 검은발족제비의 유전적 다양성을 늘리고 자연에 풀어주는 방식으로 개체 수를 늘릴 계획이다. 물론 노린과 안토니아를 수컷과 짝짓기시켜 번식하는 노력도 포함된다.
USFWS는 앞서 미국 8개 주 34개 지역과 캐나다, 멕시코에서 검은발족제비를 자연에 재도입했다. 과거 검은발족제비는 서식지가 줄고 전염병이 돌면서 수가 급감했다. USFWS는 세계자연기금(WWF)과 손잡고 검은발족제비를 전염병으로부터 지키기 위해 몬태나주 서식지 일대에 드론으로 페스트 백신을 살포하는 계획도 추진했다.
백신은 프레리도그(Prairie Dog)를 목표로 했다. 검은발족제비는 설치류인 프레리도그를 잡아먹고, 그들의 굴도 사용한다. 이 때문에 프레리도그가 페스트에 걸리자 검은발족제비도 위기를 맞았다. 프레리도그가 백신을 먹고 페스트에 대한 저항력을 기르면 검은발족제비의 생존 가능성도 커진다.
참고 자료
USFWS(2024), https://www.fws.gov/press-release/2024-04/innovative-cloning-advancements-black-footed-ferret-conservation
USFWS(2021), https://www.fws.gov/press-release/2021-02/genetic-research-boosts-black-footed-ferret-conservation-efforts
36년 전 냉동 보관한 암컷 세포로 복제
2020년 첫 성공, 복제 개체 3마리로 늘어
유전적 다양성 늘려 야생 복원에 도움 기대
36년 전 냉동한 암컷 검은발족제비 세포로 복제한 안토니아./USFWS
36년 전 냉동한 암컷 검은발족제비 세포로 복제한 노린./USFWS
판다처럼 눈에 검은 마스크를 쓴 동물이 있다. 검은발족제비(black-footed ferret)이다. 둘 다 멸종 위기에 몰렸다는 공통점도 있다. 미국 과학자들이 36년 전 냉동한 세포로 멸종 위기에 몰린 검은발족제비를 복제하는 데 성공했다. 검은발족제비 복제는 2020년 처음 성공했지만, 후손을 얻지 못했다. 이번에 두 마리를 추가로 복제해 개체 수를 늘리는 데 도움이 될 것으로 기대된다.
미국 어류야생동물보호국(USFWS)은 “지난해 5월 노린(Noreen)과 안토니아(Antonia)라는 이름을 가진 검은발족제비(black foot ferret) 두 마리가 복제 방식으로 태어났다”고 지난 17일(현지 시각) 밝혔다. 두 검은발족제비는 모두 1988년 윌라(Willa)라는 이름의 야생 암컷에게서 채취해 냉동 보관해온 조직으로 복제됐다.
19세기 100만 마리서 현재 300마리로 급감
검은발족제비는 몸통은 희거나 연한 갈색을 띠고 꼬리와 발, 눈에 검은색 무늬가 있다. 북아메리카대륙의 평원에 산다. 1800년대에는 야생 개체 수가 50만~100만 마리에 달했지만, 농경지가 늘면서 서식지가 사라지고 전염병마저 돌면서 현재 300마리 수준으로 급감했다.
과학자들은 야생 검은발족제비를 포획해 사육하면서 개체 수를 늘려왔다. 윌라는 처음에 포획된 야생 검은발족제비 중 하나이다. 윌라는 생전 새끼를 낳지 못했지만, 샌디에이고 있는 냉동 동물원(Frozen Zoo)에 자신의 유전자와 조직 시료를 남겼다. 냉동 동물원은 약 1000종에서 채취한 세포와 정자, 배아 시료를 1만개 이상 냉동 보관하고 있다.
검은발족제비 복제 과정. 검은발족제비(윗줄 맨 앞)에서 채취한 체세포를 사육 족제비(아랫줄 맨 앞)에서 얻은 난자와 융합해 복제 수정란을 만든다. 난자는 미리 핵을 제거해 수정란의 유전자는 체세포와 같다. 복제 수정란을 배양한 후 대리모 암컷에 이식해 복제 검은발족제비를 탄생시킨다./USFWS
연구진은 윌라의 냉동 세포를 배양해 수를 늘렸다. 이 세포를 사육 중인 암컷 족제비에서 채취한 난자와 융합해 복제 수정란을 만들었다. 융합 전에 미리 난자의 핵을 제거해, 수정란의 유전자는 윌라 세포와 같다. 마지막으로 복제 수정란을 대리모 암컷의 자궁에 이식해 자라도록 했다. 복제 양 돌리를 탄생시킨 것과 같은 체세포 핵융합 복제 방식이다.
검은발족제비 복제는 이번이 두 번째이다. 앞서 2020년에 역시 윌라의 조직으로 엘리자베스 앤(Elizabeth Ann)이 처음으로 복제됐다. 아쉽게도 앤은 후손을 낳지 못했다. 앤은 콜로라도주에 있는 검은발족제비 보호 센터에 살고 있는데 수컷에는 전혀 관심을 보이지 않았다. 수컷과 짝짓기를 한다고 해도, 선천적으로 생식 기관에 문제가 있어 새끼를 낳을 수 없다고 USFWS는 밝혔다.
검은발족제비 유전적 다양성 높일 수 있어
노린은 현재 검은발족제비 보호 센터에 살고 있으며, 안토니아는 버지니아주에 있는 스미소니언 국립동물원보존생물학 연구소에 있다. USFWS는 “노린과 안토니아는 모두 건강하며 정상적으로 성장하고 있다”며 “두 마리 모두 짝짓기가 가능한 나이가 되면 번식에 사용될 예정”이라고 밝혔다.
과학자들은 복제 동물이 검은발족제비의 유전적 다양성을 늘릴 수 있다고 평가했다. 2020년 앤, 지난해 노린과 안토니아를 탄생시킨 윌라의 조직에는 현재 개체군에서 평균적으로 발견되는 것보다 유전적 변이가 3배나 많았다. 지금 검은발족제비에 없는 이러한 유전자를 기존 개체군에 도입하면 종의 유전적 다양성에 큰 도움이 될 것이라고 USFWS는 밝혔다.
2020년 최초로 복제한 검은발족제비인 엘리자베스 앤. 생식기에 문제가 있어 후손을 낳지 못했다./USFWS
현재 사육 중인 검은발족제비는 복제 개체 3마리를 제외하고는 모두 1980년대에 포획된 야생 개체 7마리의 후손이다. 조상이 같아 유전적 다양성이 제한될 수밖에 없다. 한 동물이 전염병에 걸리면 모두 위험해진다. 그만큼 개체 수 회복에 어려움이 있다. 과학자들은 복제를 통해 검은발족제비의 유전적 다양성을 늘리고 자연에 풀어주는 방식으로 개체 수를 늘릴 계획이다. 물론 노린과 안토니아를 수컷과 짝짓기시켜 번식하는 노력도 포함된다.
USFWS는 앞서 미국 8개 주 34개 지역과 캐나다, 멕시코에서 검은발족제비를 자연에 재도입했다. 과거 검은발족제비는 서식지가 줄고 전염병이 돌면서 수가 급감했다. USFWS는 세계자연기금(WWF)과 손잡고 검은발족제비를 전염병으로부터 지키기 위해 몬태나주 서식지 일대에 드론으로 페스트 백신을 살포하는 계획도 추진했다.
백신은 프레리도그(Prairie Dog)를 목표로 했다. 검은발족제비는 설치류인 프레리도그를 잡아먹고, 그들의 굴도 사용한다. 이 때문에 프레리도그가 페스트에 걸리자 검은발족제비도 위기를 맞았다. 프레리도그가 백신을 먹고 페스트에 대한 저항력을 기르면 검은발족제비의 생존 가능성도 커진다.
땅콩 버터 맛이 나는 페스트 백신. 검은발족제비는 페스트에 걸린 프레리도그를 잡아 먹어 개체 수가 급갑했다. 미국 정부는 프레리도그에게 이 백신을 살포해 검은발족제비를 보호할 계획이다. 벡신은 프레리독이 쉽게 알아볼 수 있도록 파란색으로 염색됐다./WWF
참고 자료
USFWS(2024), https://www.fws.gov/press-release/2024-04/innovative-cloning-advancements-black-footed-ferret-conservation
USFWS(2021), https://www.fws.gov/press-release/2021-02/genetic-research-boosts-black-footed-ferret-conservation-efforts