고대 바이러스는 어떻게 침팬지의 뇌 유전자를 침묵시켰나

스웨덴 룬드의 줄기세포 연구실에 배양 접시 두 개가 나란히 놓여 있다. 한쪽에서는 수십만 개의 세포가 스스로 접혀 초기 뇌 조직의 작은 공 모양을 이루었는데, 사람 기증자의 세포에서 키운 것이다. 다른 쪽에서는 같은 방법으로 침팬지의 세포에서 같은 종류의 공이 만들어졌다. 15일이 지나면 현미경으로 본 두 접시는 거의 똑같다. 고리 모양의 신경 로제트도, 어린 세포들의 구성도, 같은 자리에서 불이 켜지는 표지자도 같다.

그다음 연구자들은 어떤 유전자가 켜져 있는지 읽어 낸다. 사람의 공에서는 유전자 하나가 활발하다. 침팬지의 공에서는 같은 유전자가 마치 누군가 플러그를 뽑은 것처럼 완전히 조용하다. 유전자 자체의 서열에서는 그 이유를 찾을 수 없다. 이유를 설명하는 것은 약 7천 글자 길이의 외래 DNA 조각이다. 침팬지에서는 이 유전자 안에 들어 있고 우리에게는 어디에도 없는, 바이러스의 화석이다.

룬드대학교 요한 야콥손(Johan Jakobsson) 연구팀이 예테보리, 웁살라, 미네소타, 시애틀의 동료들과 함께 수행한 이 연구는 2026년 10월 23일 Science Advances에 실렸다. 핵심 주장은 조심스럽지만 놀랍다. 침팬지 조상을 감염시켰고 우리 조상은 결코 감염시키지 않은 고대 레트로바이러스가 흔적을 남겼으며, 그 흔적이 지금도 인간 특유의 뇌 유전자 하나를 침팬지 세포에서 꺼진 상태로 유지하고 있다는 것이다. 우리는 발표 당일 이 결과를 보도했다. 이 기사는 실험이 어떻게 작동하는지, 왜 증거가 헤드라인이 보여 줄 수 있는 것보다 강력한지, 그리고 어디서 멈추는지를 살펴본다.

거의 같은 유전자, 매우 다른 뇌

이 수수께끼는 오래되었다. 사람의 뇌는 침팬지의 뇌보다 대략 세 배 크고, 피질에 뉴런이 더 많으며 뉴런 사이의 연결도 더 많다. 그런데도 사람과 침팬지는 단백질 암호화 서열의 96% 이상을 공유한다. 기본 구성 요소의 설계도가 거의 같다면 차이는 다른 곳에 있어야 한다.

생물학자들은 그 답을 단백질을 암호화하지 않는 게놈 부분에서 찾아 왔다. 어떤 유전자가 언제, 얼마나 크게 읽힐지를 결정하는 스위치, 조광기, 책갈피 같은 것들이다. 이 비암호화 영역은 방대하고 읽기 어렵다. 가장 큰 구성 요소 중 하나는 새로운 위치로 스스로를 복사할 수 있는 DNA 서열인 전이인자다. 같은 룬드 연구팀의 연구를 포함한 이전 연구들은 이미 이런 서열 일부를 발달 중인 뇌에서의 인간 특이적 유전자 활동과 연결 지은 바 있다. 그러나 새 논문이 말하듯, 이런 요소가 영장류 뇌의 종 분화에 기여한 바는 「대체로 탐구되지 않은 채」 남아 있다.

전이인자 가운데 한 계열은 유난히 선명한 기원 이야기를 갖고 있다. 내인성 레트로바이러스, 즉 ERV는 실제 감염이 남긴 잔해다.

바이러스가 게놈의 일부가 되는 방법

레트로바이러스는 자신이 감염시킨 세포의 DNA에 자기 유전 물질을 복사해 넣는다. 보통 그 세포는 숙주와 함께 죽고, 바이러스 DNA도 함께 사라진다. 그러나 아주 드물게 감염된 세포가 난자, 정자 또는 초기 배아 세포일 때가 있다. 그러면 바이러스 DNA는 게놈의 다른 부분과 똑같이 유전된다. 보균 계통이 살아남으면 삽입은 집단 전체로 퍼져 고정될 수 있으며, 모든 개체에서 같아진다.

영장류 역사에서 이런 일은 여러 번 일어났다. 사람과 침팬지 게놈의 최소 8%는 이런 잔해로 이루어져 있는데, 완전한 프로바이러스이거나 그 양 끝의 짧은 서열이다. 두 게놈을 비교하면 어떤 대유행이 어느 계통을 덮쳤는지 알 수 있다. 우리 조상이 침팬지의 조상과 갈라진 이후 대략 500만~700만 년 동안, 레트로바이러스 집단인 HERV-K의 소수만이 사람 게놈에 자리 잡았다. 침팬지 계통은 훨씬 더 큰 무언가에게 침략당했다.

그 무언가가 PTERV1, 즉 Pan troglodytes endogenous retrovirus 1의 약자다. 새 논문은 침팬지 참조 게놈에서 PTERV1 요소를 158개 헤아렸고, 길이는 2천에서 1만 4천 글자에 이르러 그곳에서 가장 풍부한 ERV 계열 중 하나다. PTERV1은 보노보와 고릴라에게서도 발견되지만 거의 같은 위치에는 없다. 침팬지와 고릴라 계통이 공유하는 삽입은 단 하나뿐이다. 이런 양상은 바이러스가 각 계통을 따로따로 거듭 재침입했음을 시사한다. 사람에게는 아예 없다.

왜 우리가 화를 면했는지는 정리되지 않았다. 저자들은 두 가지 가능성을 든다. 하나는 지리적 요인이다. 우리 조상은 감염된 유인원과 서식지를 공유하지 않았을 수 있다. 다른 하나는 생물학적 요인이다. 영장류 종마다 표적이 다른 TRIM5α라는 항바이러스 단백질의 변이형을 만드는데, 논문이 인용한 이전 연구는 사람 변이형이 PTERV1이 사람 세포를 감염시키지 못하게 막는다는 것을 보여 주었다. 어느 쪽이든 침팬지의 DNA를 다시 쓴 대유행은 우리를 비켜 갔다.

이런 대유행은 그것을 겪는 종에게 값비싸다. 저자들은 그것이 침팬지와 보노보 조상을 집단 병목 현상으로 몰아넣었을 가능성이 크다고 적는다. 현대의 유사 사례가 호주에서 벌어지고 있다. 코알라 레트로바이러스 KoRV-A가 야생 코알라 사이에 퍼지면서 동시에 그들의 생식세포에 들어가고 있으며, 높은 암 유병률을 포함해 더 무거운 질병 부담이 함께 나타났다. 이 과정을 내인화라 부르는데, 진화적 시간 규모에서 매우 드물어서 PTERV1은 연구자들이 게놈 기록에서 여전히 연구할 수 있는 몇 안 되는 사례 중 하나다.

아무도 채취할 수 없는 뇌를 들여다보는 방법

사람과 침팬지의 발달 중인 뇌를 비교하는 데는 현실적인 문제가 있다. 아무도 초기 침팬지 뇌 조직을 얻을 수 없다는 점이다. 수년간 이는 이 분야 전체를 가로막았다. 우회로는 유도만능줄기세포, 즉 iPSC다. 연구자들은 일반 피부나 혈액 세포를 가져다 여러 인자의 칵테일로 재프로그래밍해, 거의 모든 조직이 될 수 있는 배아줄기세포처럼 행동하게 만든다. 다른 연구실이 만든 침팬지 iPSC 세포주가 이제 존재하며, 이것이 이 연구의 문을 열었다.

룬드 연구팀은 사람 세포주 두 개와 침팬지 세포주 두 개를 사용했고, 각각 암컷과 수컷 하나씩이었으며, 이들 모두를 이른바 비유도 신경 오가노이드를 위한 단일한 프로토콜로 밀어 넣었다. 「비유도」란 세포를 특정한 뇌 영역으로 이끌지 않는다는 뜻으로, 세포들은 스스로 조직되어 초기 신경 조직의 혼합물을 이룬다. 연구팀은 사람과 침팬지의 오가노이드가 거의 동일한 조건에서 자라도록 프로토콜을 조율했다. 15일째에 그들은 같은 크기, 같은 모양, 같은 신경 로제트를 가졌다. 개별 세포핵마다 활성 유전자를 읽는 단일 핵 RNA 시퀀싱은 두 종에서 같은 세포 유형을 보여 주었다. 대부분 신경 전구세포와 어린 뉴런이었다.

이 일치가 결과 전체의 조용한 토대다. 침팬지 오가노이드가 제대로 자라지 않았거나 다르게 자랐다면 유전자 차이는 무엇이든 배양 접시 탓으로 돌릴 수 있었을 것이다. 오가노이드가 이토록 닮았기 때문에, 한 종에서 켜져 있고 다른 종에서 꺼져 있는 유전자를 인위적 산물로 치부하기는 어렵다.

두 번째 기술적 요소는 옥스퍼드 나노포어 장비를 이용한 긴 리드 DNA 시퀀싱이었다. 이 기계는 개별 DNA 분자를 작은 구멍에 꿰어 글자뿐만 아니라, DNA를 「침묵」으로 표시하는 메틸기를 포함해 그 위의 화학적 꼬리표까지 읽는다. 리드가 길기 때문에 삽입된 바이러스 전체와 그 주변을 한 번에 아우를 수 있고, 수천 개 세포를 평균하는 대신 개별 글자 수준에서 메틸화를 해석할 수 있다.

158개의 침묵의 섬

시퀀싱이 처음 보여 준 것은 침팬지 줄기세포와 15일째 침팬지 오가노이드의 거의 모든 PTERV1 사본이 완전히 메틸화되어 있다는 점이었다. 메틸화는 세포가 믿지 못하는 DNA를 걸어 잠그는 방식이다. 되살아난 바이러스는 위험하기 때문에 바이러스 잔해는 주된 표적이다. 영장류 게놈은 이 임무를 위한 정교한 방어 부대를 갖고 있다. KRAB 아연 손가락 단백질(KZNF)이라 불리는 거대한 DNA 결합 단백질 집단으로, 전이인자를 인식하고 파트너 단백질인 TRIM28을 불러 그 위에 조밀하고 조용한 크로마틴 구조를 짓는다.

저자들은 어떤 KZNF가 PTERV1을 인식하는지 아직 밝혀내지 못했으므로, 이 부분은 측정이 아니라 모형이다. 그러나 결과는 측정되었다. 침팬지 특이적인 닫힌 크로마틴 섬 158개이며, 그중 어느 것도 사람 게놈에는 없다. 저자들의 표현으로 이는 종 특이적 이질염색질 영역이다. 이 방어에는 부작용이 있다. 바이러스를 조용히 하도록 만든 표지가 이웃한 DNA로 새어 나갈 수 있다.

진화가 이 침입을 조용히 단속해 왔다는 암시도 있었다. 대부분의 PTERV1 사본은 유전자 사이에 있다. 유전자 안에 들어간 경우 대체로 유전자와 반대 방향을 향하는데, 이는 유전자를 가장 덜 교란하는 배향이다. 더 심하게 간섭하는 사본은 아마 걸러졌을 것이다. 저자들은 이를 정화 선택의 신호로 해석한다.

조용해진 유전자를 찾아서

침묵의 섬은 어떤 것 근처에 있을 때만 흥미롭다. 그래서 연구팀은 좁은 질문을 던졌다. 두 종 모두에 존재하는 유전자 중 PTERV1 삽입을 몸체 안에 온전히 품은 것은 어느 것인가? 답은 45개 유전자였다. 이어 벌크 RNA 시퀀싱과 표준 기준을 사용해, 그중 어느 것이 사람과 침팬지의 오가노이드에서 다르게 행동하는지 확인했다. 통계적 유의성과 함께 활성이 최소 두 배 차이 나는 것이다. 열 개 유전자가 통과했고, 단백질 암호화 유전자와 비암호화 유전자가 섞여 있었으며, 대부분 바이러스가 유전자 안의 비암호화 구간인 인트론에 들어 있었다.

가장 유력한 후보는 LINC00662라는 유전자였다. 이 유전자는 단백질을 만들지 않는다. 긴 비암호화 RNA, 즉 lncRNA를 만든다. DNA에서 복사된 뒤 번역되지 않은 채 RNA로서 일을 하는 분자다. 사람 오가노이드에서 LINC00662는 매우 활발했다. 침팬지 오가노이드에서는 완전히 조용했다. 나머지 아홉 개 유전자도 그 자체로 흥미로웠다. 논문은 예를 들어 GABA-A 수용체 소단위 유전자를 든다. 이는 시냅스 신호 전달과 연관되고, 저자들이 인용한 문헌에서는 조현병과도 연관된다. 그러나 LINC00662의 켜짐과 꺼짐의 대비가 가장 깔끔했다.

이어서 뉴스 요약에서는 건너뛰기 쉽고 실험실에서는 조작하기 어려운 검증이 나왔다. 이것이 침팬지 세포주 두 개의 특이한 성질은 아닐까? 저자들은 공개 데이터를 다시 살폈다. LINC00662는 사람 세포 모델에서는 활성이지만 침팬지, 보노보, 오랑우탄, 마카크의 신경 세포에서는 조용하다. 침팬지 개체 여덟 마리 더에서 얻은 유도줄기세포도 같은 이야기를 했다. 그리고 GTEx 프로젝트의 사람 조직 데이터는 이 유전자가 몸 전체에서 널리 읽히고, 뇌와 고환에서 활성이 더 높음을 보여 준다.

바이러스 화석의 해부

침팬지 버전의 LINC00662 유전자 자리는 사람 버전과 큰 차이를 하나 갖는다. 유전자의 첫 번째 인트론에 놓인 6,915글자 길이의 삽입된 PTERV1 프로바이러스다. 연구자들이 두 서열을 정렬했을 때, 거기서 다른 큰 차이는 발견되지 않았다. 유전학에서 이것은 알리바이 없는 용의자에 가장 가까운 상황이다.

유인원의 텔로미어에서 텔로미어까지의 완전한 게놈 조립 덕분에 연구팀은 이 사건의 시기를 대략 추정할 수 있었다. 삽입은 침팬지와 보노보에게는 있지만 사람에게는 없으므로, 사람 계통이 갈라져 나간 뒤 침팬지와 보노보가 갈라지기 전, 대략 150만 년 전에서 500만 년 전 사이 어느 때에 일어났다. 삽입 순간에는 동일한 프로바이러스의 양 끝은 1.2%만 다르며, 이는 이 삽입이 진화적 기준으로 젊다는 것을 확인해 준다.

이웃들은 저마다의 이야기를 들려준다. 고릴라와 마카크에서는 LINC00662를 포함한 30만 글자 길이의 구간 전체가 없다. 오랑우탄은 유전자 영역은 있지만 그 상류에 8.8천 글자 길이의 LINE-1 요소라는 다른 전이인자를 지니고 있다. 저자들은 사람 게놈만이 기능하는 LINC00662 단위를 갖고 있다고 결론짓는다. 그런 의미에서 이 유전자는 인간 특이적 전사체이지, 사라진 침팬지 유전자가 아니다.

바이러스 자체는 죽었다. 핵심 단백질과 외피 단백질을 위한 유전자들은 프레임시프트와 조기 종결 신호로 가득해서, 프로바이러스가 새 바이러스를 만들 수 없을 가능성이 거의 확실하다. 불활성의 화석이다. 그러나 죽었다고 해서 무해하다는 뜻은 아니다. 그 DNA는 여전히 그 자리에 있어 인식되고 잠길 수 있다.

그리고 실제로 잠겨 있다. 나노포어 리드는 침팬지 세포에서 삽입된 바이러스가 강하게 메틸화되어 있고 양옆 영역도 마찬가지임을 보여 주었다. 사람 세포에서는 같은 자리가 거의 메틸화되지 않았다. 바이러스에 화학적으로 붙은 표지가 유전자 자신의 시작 부위까지 퍼진 것으로 보인다. 또 다른 층의 증거도 같은 방향을 가리킨다. 사람 신경 전구세포에서 이 유전자의 시작 부위에는 활성 프로모터에 전형적인 히스톤 변형인 H3K4me3가 있다. 침팬지 세포에서는 그 표지가 없고 대신 메틸화가 자리하고 있다.

구제 실험

상관관계는 증명이 아니다. 결정적인 단계는 바이러스를 제거하고 유전자가 깨어나는지 보는 것이었다. 연구팀은 삽입 양쪽의 고유한 DNA를 겨냥하는 가이드 RNA 두 개를 설계하고, 렌티바이러스 벡터를 이용해 Cas9 효소와 함께 침팬지 줄기세포에 전달했다. Cas9는 두 곳을 모두 자르고, 세포는 바깥쪽 끝을 이어 붙여 절단을 복구하면서 그 사이 구간을 남겨 둔다. 앰플리콘 시퀀싱은 약 7천 글자 길이의 프로바이러스가 제거되었음을 확인했다.

이어 판독이다. 편집된 침팬지 세포에서 LINC00662가 발현되었다. 모든 침팬지 시료에서 조용했던 유전자가 켜졌으며, 유전자 자리의 다른 어떤 것도 바뀌지 않았다.

「이는 침팬지에서 이 유전자가 꺼져 있는 것이 사실상 바이러스 삽입 때문임을 보여 줍니다.」 — 패트리샤 게르데스(Patricia Gerdes), 룬드대학교 박사후연구원이자 논문의 제1저자, 대학 보도자료에서

이것이 무엇을 확정하는지 정확히 하는 것이 중요하다. 이 세포들에서 PTERV1 삽입이 LINC00662가 침묵하는 원인이라는 점은 확정된다. 그것이 침팬지 뇌에 결과를 가져왔는지는 확정되지 않는다. 게르데스는 ScienceAlert와 이야기하면서 이 점을 분명히 했다. 삽입을 제거하는 것은 「그것을 제거하면 뇌 발달이 바뀔 것임을 보여 주지 않으며」, 성체의 뇌에서 그렇게 해도 「뇌의 이전 발달을 되돌리지 못할 것」이라고 했다. 실험은 접시 속 줄기세포에서 수행되었으며 뉴런에서도 아니고 동물에서는 더더욱 아니다.

이 유전자가 사람의 뇌에서 하는 일

어떤 유전자가 인간 특이적이고 침팬지에서 침묵한다면, 자연스러운 다음 질문은 그것이 우리에게서 무엇을 하느냐이다. 여기서 논문은 진화에서 세포생물학으로 넘어간다. 공개 데이터는 사람 뇌에서 LINC00662의 활성이 매우 이른 시기, 수정 후 약 10~12주에 정점에 이르고 성인기까지 서서히 감소함을 보여 준다. 연구팀은 7주와 11주 태아 전뇌 조직에서 발현을 확인했고, 9주와 10주 태아 뇌의 긴 리드 RNA 시퀀싱을 사용해 이 유전자가 스플라이싱되어 분자의 여러 버전을 만든다는 것을 보였다.

분자가 세포의 어디에 있는지는 그 역할을 암시한다. 어떤 lncRNA는 자신이 만들어진 곳 근처의 DNA에 작용하고, 다른 것들은 그곳에서 멀리 떨어져 일한다. 세포 분획 분석은 LINC00662가 거의 전적으로 핵 바깥의 세포질에서 발견됨을 보여 주었으며, 따라서 자신의 유전자에서 떨어진 곳에서 일한다. 이것이 무엇과 함께 일하는지 알아내기 위해 연구자들은 비오틴 표지 DNA 탐침으로 그 분자를 거기에 붙은 것들과 함께 낚아 올린 뒤, 질량분석으로 단백질을 확인했다. 사람 게놈에 없는 서열을 겨냥한 탐침이 음성 대조군 역할을 했다.

분자에 붙잡힌 단백질은 축삭 신장과 신경 발달 기능이 풍부했다. 예로는 FLNA, MYH10, 네스틴, 비멘틴, DPYSL2가 있는데, 모두 세포 내부의 비계인 세포골격의 일부이고 모두 문헌에서 어린 뉴런이 가지를 뻗는 방식과 연관되어 있다. 쉽게 말해 LINC00662는 갓 태어난 뉴런이 배선을 키울 수 있게 하는 분자 장치와 어울리는 것으로 보인다.

사람 오가노이드에서 끄기

이 연관성에 의미가 있는지 시험하기 위해 연구팀은 구제 실험의 거울상을 수행했다. 사람 세포에서 CRISPR 간섭으로 LINC00662를 침묵시켰는데, 이는 DNA를 자르지 않고 유전자 시작 부위에 억제인자를 주차시키는 변형이다. 억제 도메인이 세포가 전이인자를 잠그는 데 쓰는 것과 같기 때문에 유전자 자리 전체에서 메틸화도 높아졌고, 저자들은 이것이 침팬지 버전 유전자의 후성유전적 상태를 모방한다고 지적한다. 침묵은 거의 완전했다.

유전자가 꺼진 사람 신경 전구세포에서 FLNA, MYH10, 네스틴은 세포 내 위치가 바뀌어 각각 세포질에 더 많아졌다. 저자들은 이를 LINC00662가 평소 그곳에서 이 단백질들을 불안정하게 만든다는 뜻으로 해석한다. 이는 조건당 수십 개 세포의 영상 데이터에 대한 해석이며, 논문 스스로도 이를 확정적이기보다 시사적인 것으로 다룬다.

오가노이드는 더 구체적인 이야기를 들려준다. 연구팀은 침묵시킨 오가노이드와 대조 오가노이드를 15일과 30일 동안 키웠다. 15일째에는 구별되지 않았다. 갓 태어난 뉴런이 보통 첫 돌기를 뻗기 시작하는 30일째에, 침묵시킨 오가노이드는 그 세포들이 자리한 구역에서 어린 뉴런의 내부 골격 단백질인 TUJ1의 염색이 뚜렷이 약했다. 전구세포로 이루어진 로제트 자체는 똑같아 보였다. 두 번째 표지자인 MAP2는 같은 방향의 경향을 보였지만 통계적 유의성에는 이르지 못했다.

85개 오가노이드(침묵 61개, 대조 24개)에서 얻은 119,674개 핵의 단일 핵 시퀀싱은 유전자의 부재가 어떤 세포 유형이 나타나는지를 바꾸지 않았음을 보여 주었다. 30일째에 바뀐 것은 축삭과 수상돌기의 성장에 관련된 유전자의 활성이었다. 어쩌면 놀랍게도 그중 많은 것이 낮아진 것이 아니라 높아졌고, NOTCH1, CDH4, SLIT3, KALRN이 여기에 속한다. 저자들은 보상적 되먹임을 제안한다. 가지를 뻗느라 애쓰는 뉴런이 그에 대한 반응으로 가지 성장 유전자의 활성을 높일 수 있다는 것이다. 그들은 이것을 완전히 이해하지 못한다고 솔직히 말한다.

여기서 떠오르는 그림은 뉴런이 무엇이 될지는 결정하지 않지만, 일단 존재하는 뉴런이 얼마나 잘 성숙하는지에는 영향을 미치는 유전자다. 이는 겸손한 역할이다. 또한 이 분야가 오래전부터 사람 뇌에 중요하다고 의심해 온 바로 그런 종류의 역할이기도 하다. 저자들은 자신들의 결과가 수상돌기와 시냅스가 성숙하는 방식의 차이가 인간 특유의 뇌 기능을 만드는 데 도움이 된다는 생각을 뒷받침한다고 지적한다.

이 삽입을 가진 사람은 침팬지의 뇌를 가질까?

모든 독자가 던질 질문은 명백하다. 이 삽입을 가진 사람은 침팬지와 비슷한 뇌를 가질까? 저자들은 그렇게 주장하지 않으며, 제1저자는 그 이유를 설명했다. ScienceAlert와의 대화에서 게르데스는 사람이 같은 삽입을 갖고 있었다면 「아마 LINC00662를 꺼서 뇌세포의 발달을 바꿨을 것」이라고 말했다. 그러나 이렇게 덧붙였다. 「그것이 특정한 뇌 모양이나 능력, 행동을 낳았으리라고는 예측할 수 없습니다. 그 효과는 주변의 인간 DNA와 다른 유전자에 달려 있을 수도 있습니다.」

이러한 신중함은 데이터에 내장되어 있다. 오가노이드는 한 달 이하로 키운 작고 초기 단계의 모형이었다. LINC00662의 상실은 그 오가노이드의 특정 구역에서 신경 성숙의 표지자 하나를 줄였을 뿐이며, 뇌의 크기나 주름, 인지를 측정한 실험은 없었다. 유전자 발현 억제는 이 유전자가 인간 특이적이기 때문에 사람 세포에서 수행되었으며, 아직 아무도 이 유전자를 침팬지 뉴런에 되돌려 놓아 그들이 다르게 성숙하는지 확인하지 않았다.

저자들이 직접 언급하는 기전상의 미해결 질문도 있다. 어떤 KRAB 아연 손가락 단백질이 PTERV1을 인식하는지 발견되지 않았다. 삽입의 침묵이 이웃한 프로모터로 정확히 어떻게 퍼지는지는 추가적인 분자 연구가 필요하다. 그리고 lncRNA는 접시에서 연구하기가 악명 높게 어려운데, 저자들은 이것이 줄기세포에서 유래한 사람과 침팬지 뉴런의 많은 비교 연구의 해석을 제한한다고 말한다.

이 연구 자체의 데이터는 LINC00662가 설명이 아니라 하나의 사례임을 시사한다. 저자들은 PTERV1 섬 158개와 삽입이 온전히 내부에 있는 유전자 45개를 발견했고, 그중 열 개가 종 사이에 달랐다. 그중 또 다른 하나인 LRP1B는 문헌에서 여러 암과 연관되어 왔다. 저자들은 침팬지의 유전자 조절에 대한 PTERV1의 영향이 넓을 수 있다고 결론짓고, 이웃 유전자로의 메틸화 확산이 여러 종에서 다른 부류의 반복 서열에 대해 이미 기록되어 있다고 지적한다.

그러므로 가장 신중한 해석은 겸손하면서도 흥미로운 해석이다. 침팬지 조상을 덮친 레트로바이러스 대유행은 적어도 두 종류의 영향을 미쳤다. 첫째, 저자들의 견해로는 집단을 병목으로 밀어 넣었을 가능성이 크다. 둘째, 150개가 넘는 고정된 삽입을 남겼고, 그중 일부는 주변 유전자의 제어 방식을 바꿀 수 있다. 이 영향들이 합쳐져 침팬지와 사람 계통이 어떻게 갈라졌는지를 빚어냈을 수 있다. 이 연구는 두 번째 영향의 실험적으로 추적된 사례 하나를 제공할 뿐, 그 중요성을 정량화한다고 주장하지는 않는다.

룬드 연구팀은 다음 단계로 다른 바이러스 잔해가 뇌의 진화 과정에서 비슷한 영향을 미쳤는지, 그리고 이런 종류의 DNA 서열이 뇌 질환과도 연관되는지 조사하겠다고 말한다. 두 번째 부분은 각주 이상이다. 분자 신경유전학 교수인 야콥손은 보도자료에서 이 연구가 유전자 조절이 다른 장기와 함께 뇌를 보호하거나 손상시킬 수 있는 방식을 이해하는 데 도움이 된다고 덧붙인다.

기술적 교훈도 있다. 이 연구는 세 가지 도구의 결합이 얼마나 멀리 갈 수 있는지를 보여 준다. 줄기세포 모형, 바이러스 삽입 전체에 걸친 메틸화를 드러내는 나노포어 리드, 그리고 정밀한 게놈 편집이다. 각각은 수년 전부터 이용할 수 있었다. 침팬지 바이러스에 함께 사용하자, DNA 속 화석에서 조용한 유전자를 거쳐 어린 사람 뉴런이 성숙하는 방식의 측정 가능한 변화에 이르는 선을 그을 수 있었다.

핵심 정리

이 이야기의 대중적 버전은 바이러스가 침팬지를 지금의 모습으로 만들었다는 것이다. 정확한 버전은 더 작고 더 견고하다. 수백만 년 전 레트로바이러스가 침팬지 조상을 침략했다. 세포의 방어가 그 잔해를 잠가 버렸고, 한 곳에서 그 잠금이 이웃한 유전자에까지 미쳤다. 룬드의 실험에서 잔해를 제거하자 유전자가 돌아왔고, 사람 오가노이드에서 같은 유전자를 침묵시키자 신경 성숙의 한 단계가 늦춰졌다. 이것이 실제 뇌에 어떤 의미인지는 여전히 열려 있다.

이 발견이 주목할 만한 이유는 그것이 여는 방향이다. 인간 뇌의 진화는 흔히 새로운 유전자와 더 큰 뇌의 이야기로 이야기되어 왔다. 이 연구는 우리를 다르게 만드는 것의 일부가 우리가 걸리지 않은 것의 문제일 수 있다는 가능성을 더한다. 우리 계통을 비켜 간 대유행, 그리고 우리에게서는 자유롭게 남아 있는 침묵당한 유전자다. 더 많은 과학 보도는 과학 섹션에서 읽을 수 있다.

출처

• Gerdes P. et al., 「Retroviral insertions contributed to the divergence of human and chimpanzee brains」, Science Advances, 2026년 10월 23일 (DOI 10.1126/sciadv.aeg5791; 오픈 액세스, CC BY)
• 룬드대학교 보도자료, 「An ancient virus in chimpanzee DNA switches off a gene that is active in humans」, 2026년 10월 23일
• ScienceAlert, 패트리샤 게르데스 인터뷰, 2026년 10월 24일