Evolutionary developmental biology (Evolution of development or informally, evo-devo, 진화발생생물학, 이보디보)은 동물, 식물의 발생과정을 비교하여, 공통 조상에서부터 진화한 생물의 공통 요소와 변이를 연구하는 생물학의 한 분야이다. (https://en.wikipedia.org/wiki/Evolutionary_developmental_biology)

과학자 Sean B. Carroll이 일반인을 위한 이보디보라는 책을 쓰면서, 널리 알려지게 되었다. 이보디보의 중요한 개념은 다음 세가지이다.

1. 생명체의 중요한 발생 과정을 조절하는 툴킷 유전자 - 이 유전자는 마스터 조절 유전자로 불리기도 하며 Hox gene이 대표적인 사례이다 - 들이 전혀 다른 동물들 사이에도 보존되어 있다.
2. 그 유전자들은 통상적인 구조 유전자와는 달리 발생과정을 조절하는 스위치 역할을 한다.
3. 그 스위치 체계가 변하는 것이 진화이다.

그러면서, 진화를 "유전자의 빈도 변화" 보다는 "유전자 발현의 변화"로 해석하여 이러한 조절 유전자가 진화의 핵심이라고 주장한다.

진화와 발생생물학 #

발생에서 신경써야 할 세부사항들은 너무도 많고, 하나하나가 중요하다. 그럼에도, 일반적인 원칙들이 있다! 구성원들 사이의 주된 차이는 반복 구조의 수와 종류에 있다.

1. 척추동물의 등뼈
2. 절지동물의 체절

상동성과 연속상동성: 쥐의 앞다리와 사람의 팔은 상동 기관(homolog), 앞다리와 뒷다리는 연속 상동기관(serial homolog) - 한 구조가 반복해서 나타났다.

윌리스턴의 법칙: 유기체 신체부속들의 수가 줄어드는 방향으로, 줄어든 부위들이 기능 면에서는 훨씬 전문화되는 방향으로 진화한다. - 한마디로 충분한 수를 확보한 연속 상동기관들은 기능의 전문화와 수의 감소를 향해 간다.

모듈성, 대칭성, 극성은 거의 모든 동물 설계에 적용되는 보편적 특징이다. 즉, 생명의 형태는 기본 반복 구조의 수와 종류를 조절함으로써 얻어진다. 그 형태는 발생과정을 통해 상세히 이해할 수 있고, 이것이 바로 진화의 기본 원리이다.

관련 유전자 #

호메오 단백질들은 모종의 공통적 기능을 갖는다 - 공통적인 서열패턴이 있다 - Homeobox - 이것을 가진 유전자들을 Hox 유전자라고 부르게 된다.

모든 동물의 모든 종류의 눈 형성과 관련된 PAX6 유전자, 몸에서 튀어나온 부속지 형성과 관련된 Dll (Distal-less) 유전자, 심장형성과 관련된 NK2 - 모두 호메오도메인을 포함한다.

참고정보 #

• 이보디보 연구실을 휩쓰는 유전자편집: CRISPR의 기대되는 괴물 양병찬 2016-08-18
• CRISPR helps evo-devo scientists to unpick the origins of adaptions Nature 2016-08-17