ABO 혈액형, 영장류를 넘은 오래된 다형성

초록

ABO 혈액형을 결정하는 유전자는 인간뿐 아니라 여러 영장류에서도 동일한 두 아미노산 변이에 의해 A·B형이 형성된다. 기존에는 이 현상이 여러 차례의 수렴적 진화 결과라고 여겨졌지만, 저자들은 인간·긴팔원숭이·구대원숭이의 유전형 데이터를 분석해 고대 다형성이 종을 넘어 유지된 ‘전종다형성(trans‑species polymorphism)’임을 입증한다. 이는 수천만 년에 걸친 균형 선택의 증거이며, 현재까지는 MHC 외에 호모이드와 구대원숭이에서 확인된 유일한 사례이다.

상세 분석

본 연구는 ABO 유전자의 변이 패턴을 인간, 긴팔원숭이(gibbon), 구대원숭이(Old World Monkey)에서 비교함으로써, 수렴 진화와 고대 다형성 두 가설을 검증하였다. 먼저, 각 종에서 A와 B를 결정하는 핵심 두 아미노산(266번과 268번)의 변이가 동일하게 존재한다는 점을 확인하였다. 이어서, 전장 유전체 서열 데이터를 이용해 ABO 유전자의 계통수(phylogeny)를 구축했으며, 이때 종 간 유전적 거리를 고려한 모델링을 적용하였다. 결과는 A·B 대립유전자가 종 분기 시점보다 오래된 공통 조상에서 이미 존재했으며, 현재 각 종에 남아 있는 알렐이 조상으로부터 직접 물려받은 것임을 보여준다. 특히, 인간과 구대원숭이 사이에 동일한 알렐 서열이 발견된 점은 수렴적 변이가 아닌 ‘전종다형성’의 강력한 증거다.

균형 선택(balancing selection)의 지속 여부를 평가하기 위해 Tajima’s D, Fu and Li’s D*와 같은 중립성 검정을 수행했으며, 모든 종에서 양의 값이 관측되어 오래전부터 유지된 다형성에 대한 선택 압력이 존재함을 시사한다. 또한, 연령 추정 모델을 적용해 이 다형성이 최소 2천만 년, 최대 3천만 년 전까지 거슬러 올라갈 수 있음을 추정하였다. 이는 인간-유인원 공통 조상 시점과 일치한다.

연구는 기존에 MHC 외에 전종다형성이 보고된 사례가 거의 없던 점을 감안할 때, ABO 시스템이 면역 관련 유전자가 아니라도 장기간에 걸친 균형 선택을 받을 수 있음을 보여준다. 이는 병원체와의 상호작용, 미생물 군집, 혹은 혈액형에 따른 사회적·생식적 선택 요인 등 다양한 생태학적·진화적 요인이 복합적으로 작용했을 가능성을 제시한다. 마지막으로, 이러한 전종다형성은 인간의 혈액형 다양성이 단순히 최근 인구 이동이나 병원체 압력에 의해 형성된 것이 아니라, 깊은 진화적 역사를 가지고 있음을 강조한다.