장내 세포의 적응적 진화

동물의 효율적인 먹이 탐색 및 소화 능력은 생존에 필수적이며, 다양한 식단에 대한 전문화는 생물 다양성 확대의 주요 동인입니다. 섭식 구조의 진화는 광범위하게 연구되었지만, 소화관 내 적응의 본질과 범위는 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다. 본 연구에서는 탕가니카 호수의 시클리드 어류를 대상으로 장내 식단 적응을 조사했습니다. 다양한 섭식 습성을 가진 24종의 시클리드에 대한 포괄적인 단일 세포 전사체 데이터를 생성하고, 이를 생태-형태학적 및 유전체 정보와 통합 분석했습니다. 그 결과, 세포 수준에서 식단 적응은 주로 전방 장세포(anterior enterocytes)와 관련이 있음을 발견했습니다. 특히, 전방 장세포의 상대적 풍부도와 이 세포 집단의 유전자 발현 프로파일이 빠른 영양 특수화에 반응하여 진화했으며, 이러한 식단 관련 적응은 빠르게 진화하는 세포 집단 특이적 유전자에 의해 주도됨을 확인했습니다. 이러한 발견은 장 상피 세포 구성 및 세포 유형 특이적 분자 구성의 변화가 영양 특수화의 기질을 제공했음을 보여주며, 생태학적 적응이 여러 생물학적 조직 수준을 대상으로 한다는 것을 입증합니다.