Saturday, April 18, 2015

동아시아 소 미토콘드리아 DNA의 특징

가축화 한 소의 기원과 확산에 대한 정보는 동아시아 중에서도 우리나라 전통 소=한우 (Bos taurus coreana)의 경우 더욱 심각한 상황으로서 이의 역사적 성립 과정에 대해서는 아직까지 명확한 학설이 확립되지 못하고 있다. 그 동안 한우는 혹 없는 소=Bos taurus (혹은 European Bos promogenius)와 인도혹소=Bos indicus의 혼혈종이라는 주장이 있었다.  이에 의하면 Bos primigenius와 Bos indicus의 교배로 한국 소의 원형이 성립된 뒤 이 종이 일본으로 건너가 일본 소의 원형이 되었고 이후 이 종이 다시 동아시아 각지의 소와 재교배 하는 기회를 갖게 되었다는 시각이 있다 (Kim and Lee, 2000). 하지만 최근 들어 Japanese Black, Holstein, Jersey, Angus 등 다른 혹 없는 소=Bos taurus와 같은 부류에 속하며 Bos indicus와는 뚜렷한 차이를 보인다는 주장이 있어 명확한 유전적 계통의 규명이 더 필요한 상태이다 (Kim et al., 2003; Lee et al., 2012). 한국, 일본, 중국 등 3개국과 인도혹소를 함께 분석한 금번 연구에서도 모든 개체의 한우는 인도혹소와 분명히 구분되는 유전학적 계통을 보여주었다.

동양 삼국의 혹 없는 소 미토콘드리아 DNA D-loop를 분석한 이번 연구는 이전에 볼 수 없었던 흥미로운 사실을 보여주었다. 우선 가장 많은 개체의 데이터를 투입한 중국의 경우 크게 두 그룹 (clades)로 나뉘어지는 현상이 매우 뚜렷했다. 이 부분에 대해서는 중국에서 보고 된 혹없는 소의 경우 더 많은 정보가 축적되어야 하겠지만 대체로 황하/양자강 중하류 및 남중국 지역은 그룹 (B)에 속하는데 반해 그룹 (A)는 중국 대륙의 외곽에 있는 소들의 그룹이라고 보인다. 이에 의하면 중국은 대체로 이 두 지역에 있는 소의 유전적형질에 상당한 차이가 존재한다고 볼 수도 있겠다. 왜 이런 차이가 존재하는가 하는 부분에 대해서는 Bos indicus가 그룹 (B)와 매우 친연성이 높다는 점을 지목하고 싶은데 Bos indicus가 인도에서 동남아시아를 거쳐 중국으로 진입하는 경로와 대체적으로 유사한 부분이 있는 듯하다.

여기서 흥미로운것은 한국과 일본의 소는 그룹 (A)에 속하며 그룹 (B)에 속하는 것은 전혀 없다는 것이다. 한국과 일본의 소가 농경의 전래와 함께 중국에서 건너왔을 것이라는 점을 생각해 보면 이 지역의 소는 중국의 그룹 (A)에서 기인했을 것이라고 볼 수 있다. 특히 장백산 , 연변 등 한국과 관계가 깊다고 생각하는 지역의 소가 한우와도 매우 관련이 깊다는 점은 주목할 만 하다.[1] 일본 소의 경우 종전의 연구에서 다른 지역에서는 볼 수 없는 미토콘드리아 유전형 T4가 많이 발견 되는 등 그 고립적 성격에 주목을 받았다. 하지만 이번 연구에서는 일본 소는 한우 및 중국 소 그룹 (A)의 개체와 뒤섞여 뚜렷한 차이를 보여주지 못했으며[2] 오히려 한우의 경우 다른 소와 구분되는 특징을 보였다. 한우는 멸종하여 후손을 남기지 못했다고 알려진 미토콘드리아 P유전형이 발견되어 주목을 끈 바 있었는데 이 연구에서도 다른 소와는 확연히 계통이 구분되는 개체가 확인되어 관심을 끌었다. 한국과 일본 양국 모두 현재보다 더 많은 수의 전통 소 미토콘드리아 DNA에 대한 연구가 수반되어야 이 부분에 대한 전모가 확인될 수 있을 것이다.

역사적으로 동아시아 지역의 소의 기원과 그 확산 과정을 확인하는데 있어 가장 장애가 되는 부분은 주변 다른 지역 (특히 유럽 등)에서 동아시아 지역으로 소의 품종 개량을 위해서 끊임없이 새로운 품종을 도입하였다는 점이다. 우리나라의 경우에는 이러한 인위적 품종 개량의 흔적은 장기간의 역사에 걸쳐 여러 차례 일어났던 것이 아래와 같이 확인되어 한우가 고립 된 품종으로 오래 전 부터 성립되어 있었다고 보기 어려울 정도이다. 따라서 현재 동아시아 각국에서 전통적으로 사육되어왔던 소로 알려진 개체들도 표현형 상으로는 이 지역에 존재했다는 전통적인 품종의 소들과 구분이 불가능 하지만 실제로 모계 유전자의 경우 그 정확한 역사적 연원을 잘 반영하지 못하고 있을 가능성이 매우 높다 하겠다. 이런 이유를 고려하면 이 지역에서 소의 기원과 확산 과정에 대한 연구는 현재 사육되고 있는 소를 대상으로 하는 것보다 고고학 발굴 현장에서 확인되는 20 세기 이전의 뼈를 대상으로 연구를 수행하는 편이 보다 안정적 결과를 얻을 수 있을 것이라고 판단한다.  

[1] 물론 이 지역 소는 한국에서 역전파되었을 가능성도 크다.
[2]현재 일본 전통 소의 경우 미토콘드리아 DNA 서열이 GenBank에 많이 보고 되어 있지 않은데 일본 소를 동아시아적 관점에서 보다 정확하게 바라보려면 이 부분의 개선이 필요하다.

Thursday, April 16, 2015

우리나라 쌀의 기원과 변천

인더스 문명에 대한 이야기가 뜨겁습니다만, 저희 연구실은 이와 별도로 "우리나라 쌀의 기원과 변천"에 대한 연구에 들어갑니다.

이 작업은,

1. 최근 쏟아져 나오고 있는 중국과 주변 국가의 최신지견을 적극 검토 연구에 활용하고,
2. 우리나라에서 쌀의 기원에 대한 자연과학적 연구 분석 기법을 확립하는 한편,
3. 이 문제에 대한 고고학과 역사학과의 부단한 논의/대화를 통해 진행할 계획입니다.

이용하는 자연과학적 기법은 우리 연구실에 기확립된 고DNA연구기법과 함께 토양식물유체 분석에 활용되는 몇가지 기법의 확립에 중심을 둘 생각입니다.

이 문제에 대한 천착이 아주 깊어지면, 우리나라 바깥까지도 관심을 연장해서 종국에는 인도까지 시야에 넣고 공부해 보려 합니다.

많은 성원을 부탁합니다..,

Wednesday, April 15, 2015

한국 쌀 농사의 기원.... 벼 품종 이식의 조건

벼의 재배환경은 수량결정에 매우 중요하며 벼 생육과정과도 밀접한 관련이 있다. 벼의 생육과정은 크게 영양생장기, 생식생장기로 나뉘며 생식생장기의 후반은 여뭄때라고 부른다. 각 생육과정에는 이에 맞는 일조량과 강수량 등이 필요하므로 이에 맞는 조건이 만들어지지 않으면 쌀의 품질이 떨어진다. 벼농사는 아시아 몬순지대에 잘 발달한 농업생산방식으로 여름철 장마(몬순)기에 물을 논에 가두어 벼 농사를 짓는 방법이 발달하였다. 동남아시아에서 자생하는 고기능성 쌀 품종을 우리나라에 옮겨 심으려 할 때 가장 문제가 되는 부분은 우리나라 기상조건이 벼농사에 그렇게 이상적인 상태가 아니라는 점에 있다. 즉 우리나라는 4-6월은 비가 적고 볕이 많아 모내기에 불리하며 7-8월은 높은 기온과 많은 비가 내리지만 볕이 적어 벼의 이삭꽃수를 감소 시키고 이삭패기 전후의 동화산물 축적량을 적게 하므로 수량형성에 불리한 조건이다. 마지막으로 9-10월은 비교적 온도가 낮으면서 볕이 많아 이삭이 여무는데 좋은 조건이기는 하지만 가을에 기온이 급격히 낮아지는 문제가 있다. 특히 우리나라는 파종기에 저온이 있거나 잦은 강우가 있는 경우가 많아 수확기에 도복이 발생하거나 파종적기를 놓쳐 생육지연에 의한 수량감소의 위험이 크다.

일반적으로 온대지역의 벼 재배는 봄의 최저기온이 12-13도 정도 되었을 때 모내기를 하고 가을 최저 기온이 13도 이하로 낮아지기 전에 수확을 하도록 되어 있어 이에 맞는 품종이 선택되어 재배되고 있는 상황이다. 우리나라는 현재 재배되는 벼품종의 경우 우리 풍토에서 출수, 개화하는데는 별 문제가 없는 정도의 연중 기온이 유지되는 것이 일반적이지만 문제는 남방의 쌀 품종을 우리나라에서 재배할 때 영향을 받지 않을 수 있겠는가 하는 문제가 있어 실제로는 상당히 재배에 고전할 것이라는 점을 쉽게 짐작할 수 있다. 이런 점에서 보면 상대적으로 좋은 조건 하에서 재배되는 남방의 벼가 우리나라로 옮겨 심어질 때 원산지에서 아무리 좋은 수확을 거둔 품종이라 해도 바로 옮겨 심기에는 부담스러운 상황이라는 점을 알 수 있다. 일반적으로 벼는 오랜 시간에 걸쳐 원산지인 중국 남부에서 북부로 북상해 올라갔는데 이 과정에서 보다 험한 환경에 적응하기 위해 장시간에 걸쳐 품종의 개량이 있었으며 이 과정의 어느 단계에선가 벼농사가 한국으로 들어왔을 것임을 짐작할 수 있다.

요는 동아시아 벼농사 문화의 발전에 일획을 그었다고 알려진 양자강유역에서 한반도로 바로 벼농사가 들어올 수 있었겠는가 하는 부분이 문제가 되겠다. 양자강 유역에서 발달 한 도작이 한반도 남단과 크게 차이 없이 이식 후 바로 재배 할수 있는 상황이었다면 도작은 한반도의 서남단으로 직접 바다를 건너 들어왔을 가능성을 생각해 볼 수 있다. 하지만 만약 양자강유역의 재배벼가 직접 한반도 남단에서 바로 재배되기 어려운 문제가 있었다면 중국의 고위도 지역까지 논농사가 충분히 북상 한 다음 한반도로 논농사가 들어왔을수도 있다. 이런 상황이 옳다면 도작이 한반도로 건너온 지역은 종래의 통설에 따라 산동반도에서 요동반도를 거쳐 대동강, 한강이남으로 내려오는 방식이라고 보는 것이 옳을것이다. 

Tuesday, April 14, 2015

Report about Rakhigarhi study by Tribune (INDIA)

On Apr 14, our study on 5,000 year old Rakhigarhi site, under the collaboration with Dr Shinde (Deccan College), was reported by Tribune (INDIA).

LINK TO THE ARTICLE

"Pune’s Deccan College in collaboration with the Haryana Archaeology Department and Seoul National University, South Korea, have been carrying out excavation at the site since January 23. A forensic team from Seoul led by Professor Dong Hoonn Shin will arrive in July to process the sampling of the skeletons for obtaining the DNA...."

Jadhav said: “The skeletons of two adult males, a female and a child have been found. With the help of forensic experts, we will try to reconstruct their DNA. We tried doing the same with the help of a Japanese anthropologist five years ago, when a Harappan-era graveyard was discovered at Farmana village in Rohtak district, but failed. Now, scientists from South Korea, equipped with advanced technology, will attempt to reconstruct the DNA.”.......

Forensic experts led by a South Korean scientist will attempt to reconstruct their DNA to decipher the history and origin of the settlement....

The same news was reported by BBC (UK): LINK TO THE BBC ARTICLE
by Archaeology Magazine (USA): LINK TO ARCHAEOLOGY MAGAZINE
and by Independent (UK): LINK TO INDEPENDENT

Monday, April 6, 2015

Project: Reconstruction of Harappan People's Life

1. For many anthropologists worldwide, nothing is more important than the inhabitants of the Harappan (Indus Valley) civilization. In fact, there have been a number of spirited debates on the IVC. Some have contended that it might have been part of Harappan society, while others have disputed that. In previous investigations, researchers were unable to draw any definitive conclusions on the question of the in situ continuity of the Harappan people’s biological traits. Meanwhile, the health and disease status of the Harrapan people also has long attracted anthropologists’ interest. For the time being, the Harappan people, in their biological and anthropological aspects, remain shrouded in mystery.

2. The Rakhigarhi site, the ancient ruins at which are much larger and older than those in any IVC cities, is located in the Indian state of Haryana. It is situated near the site of the Ghaggar-Hakra River, which is believed to have dried up by 2000 BC. Indian archaeologists believe that Rakhigarhi represents all of the IVC’s phases, Early, Mature and Late. Although the previous findings on Rakhigarhi, including a wide road, granary and brick-lined drain, show it to have been well-planned and consistent with other IVC sites, it remains, for the most part, incompletely excavated. Now though, after long-term preliminary investigations, additional Rakhigarhi sites have begun to be excavated by Deccan College. One of the most important discoveries thus far is a Mature-Harappan-period cemetery. In our preliminary excavations of some of the many graves (date-estimated to 4,500 BP) therein, we have identified a number of human skeletons. More excavations currently are scheduled for this cemetery.

3. As anthropology specialists, our team has participated in the Rakhigarhi excavations from the outset. As regards our plans for the relevant human remains, they will be collected via a procedure specifically designed to minimize contamination by modern DNA. They will then be moved to and maintained at Deccan College. Subsequent anthropological analyses will proceed as follows: 1) gross anthropological study (determination of sex and age, identification of any pathological signs in bones, forensic investigation for race determination, etc.); 2) paleoparasitological study (analysis of soil sediments on hipbones, determination of any presence of parasite eggs, drawing of tentative conclusions on parasitic infection of Harappan people); 3) aDNA mitochondrial, Y-chromosomal, autosomal and stable-isotope analyses (obtainment of information on maternal and paternal lineages); 4) first-ever facial reconstruction of approximately 4,500-year-old Harappan person, a member of one of the greatest civilizations in human history (based on DNA and forensic data obtained in this study). It is anticipated that by the proposed research and the various advanced techniques entailed, a full and very detailed biological and anthropological picture of the Harappan people will be obtained. 

Please see our research counterpart in India: Dr. Vasant Shinde, PI of Rakhigarhi Site Excavation.

MOU between Deccan College and Seoul National University