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[스크랩]<한국 가덕도 장항유적 출토 인골의 DNA 분석>소개 및 해설-1

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환국시대/유전학

2020. 9. 27.

동아 상염색체

 

<한국 가덕도 장항유적 출토 인골의 DNA 분석>소개 및 해설-1

 

초재  추천 2조회 319  20.02.18 08:07  댓글 15

 

한반도의 토양이 대부분 강한 산성을 띠고 있기에, 오래된 인골이 그대로 유전자정보를 가지고 남아 있기 보다는 빠르게 부식되어 버리기에, 연구에 적합한 남아 있는 고인골의 수가 매우 적고, 한국에서 분자인류학 연구에 대한 인식이나 지원도 낮고, 국내 연구자들의 고인골 DNA 추출이나 분석기술 수준도 미흡한 면이 있기에, 이제까지 제대로 고인골에 대한 분자인류학적 연구가 이루어진 것이 적었습니다. 그나마 이루어진 적은 수의 고인골에 분자인류학적 연구는  고인골의 부계를 확인할  있는 Y염색체 하플로그룹나 모계 계통을   있는 미토콘드리아 DNA 하플로그룹  단일부모계표지(Uniparental ancestry marker) 대해서 였습니다. 실제로, 부계의 Y염색체 하플로그룹에 대한 연구는 중앙대 연구팀의 보고서만 나오고,  결과가 정식 논문으로 발간되지 못했기에, 모계의 미토콘드리아 DNA하플로 그룹에 대한 연구만 있었다고도   있습니다.

 

부계의 Y 하플로그룹과 모계의 mtDNA 하플로그룹 분석은 30억개 정도의 염기쌍을 가진 인간의 23 염색체 중에서 적은 비중을 차지하는 Y염색체나 대부분의 유전정보를 가진 핵이 아니라, 바깥의 세포질에 존재하는 매우 적은 유전자 정보를 가진 미토콘드리아 DNA중에서도 일부분인 수천개 내지 수백개의 SNP 대상으로 하기에, 전체 유전자를 대상으로  상염색체(Autosomal Chromosomes)연구에 비해, 제공할  있는 정보가 제한적입니다. 오래된 고인골 에서 DNA 채취하기는 매우 어렵기에, 일반적으로 하나의 선사시대 유적에서 DNA 채취할  있는 고인골의 수는 매우 적은 , 만일 하나 혹은 둘의 어렵게 분석한 고인골의 부계 혹은 모계가, 사실은  고인골이 출토된 지역에 일반적으로 존재하는 유형이 아니라, 외부의 먼거리에 있는 집단에서  정복활동으로 지배자가  부계이거나, 혹은 외부집단들과의 족외혼의 결과로 해당지역에서는 드문 모계일 경우, 발굴된 지역의 전체적인 인구집단에 대해서, 왜곡된 상을 보여줄 수밖에 없습니다(고인골에 대한 스트론튬동위원소 분석 등을 통해, 해당 인골이 섭취한 음식의 종류가 무엇인지, 인골이 해당지역 출신인지 아니면 다른 지역에서 성장해서 이주했는  등의 분석은 가능). 그러기에, 현재 유럽이나 미국 등지의 분자인류학의 선도그룹들에서 이루어지는 고인골에 대한 연구는 대부분 상염색체에 초점이 맞추어져 있고, 이미 상당한 양의 고인골의 상염색체가 분석되어 있어, 서유라시아 지역 인류집단의 이동과 변화 과정은 어느 정도 명확하게 밝혀져 가고 있습니다.

 

2010년에 발굴된 부산 가덕도 장항지구 유적은 한반도의 선사유적으로는 이례적으로 많은 48개체의 고인골들이 발굴되어서,  동안, 토기나 석기, 무기, 장신구 등의 유물에 집중하는 고고학 연구만 가능했던 유적들이나 하나 혹은  개의 적은 수의 고인골만 남아 있어서 비교가 어려운 다른 유적들과 달리, 제대로  형질인류학과  분자인류학적 연구가 가능한 유적으로 주목을 받았습니다. 장항지구에서 나온 고인골의 년대는  6300 전의 신석기 시대의 인골로서 함께 출토된 파손되지 않은 100여개의 토기는 덧띠무늬토기, 압인문토기 등으로서, 한반도 남해안지역의 신석기 초기의 모습을  보여주는 유적이라   있습니다.

 

2014 KBS파노라마 <코리안 이브>라는 프로그램에서도 가덕도 장항유적이 언급된  있는 ,  형질인류학적으로 가덕도 장항의 고인골은 한국인에는 드문 장두형(머리의 앞뒤가  두상, 현대 한국인은 주로 머리의 앞뒤는 짧은 단두에, 머리의 위아래가  고두가 다수)으로 유럽인에 가깝고, 중앙대 연구진이  유적의 고인골들에 대한 초보적인 조사를 통해, 17개체 중에 유럽인들에 주로 나오는 모계 하플로인 H  있다고  적이 있습니다. KBS  프로그램 외에도 몇몇 신문기사에도 유사한 내용이 나왔으나, 이러한 내용들은 엄밀한 학문적인 검증을 필요로 하는 논문으로 출간되지 않았고, 더구나 중앙대 연구진은 이전에도, 한반도 출토의 선사시대 고인골에 대해서 신뢰성이 떨어지는 보고서만 제출하고, 영문으로  논문을 출간하지 않았기에,  진실성에 대해서는 판단하기 어렵습니다. 영문으로  논문의 출간이 필요한 이유는 영어사대주의나 학문사대주의에서가 아니라, 이들이  연구가 국제적으로 통용되는 프로토콜에 따라 행해졌는 지를 학문공동체에서 검증을 받을  있기 때문입니다.

 

2019  부산에 위치한 한국문물연구원에서 발간하는 고고학 관련 저널인 <문물연구> 비로소 가덕도 장항에서 발굴된 고인골을 대상으로  <한국 가덕도 장항 출토인골의 DNA분석>이라는 제대로  분자인류학 연구 논문이 나왔는 , 아마 최초로 한국에서 출토된 고인골의 상염색체 DNA 분석이 나온 논문이 아닐까합니다. 한국에서 그동안 고인골의 분자인류학적 분석이 미토콘드리아 DNA분석에 집중된 원인은 미토콘드리아는 세포질내 수백개나 존재하는 세포소기관이기에 남아있는 유전정보가 극히 빈약한 고인골에서도 채취할  있는 확률이 높기 때문입니다.

 

반면에, 세포핵 내에 하나만 있는 Y염색체를 통한 부계 하플로 연구나 세포핵 내의 23 염색체에 있는 많은 수의 유전자가 확보되어야 통계적으로 의미있는 연구를   있는 상염색체 분석은 거의 이루어지지 못했습니다. 참고로, 여기서 말하는 많은 수는 그냥 수백개, 혹은 수천개가 아니라, 아무리 낮게 작아도 일반적으로, 수천만개 이상의 DNA 나와야 하는 것입니다. 왜냐하면, 인간의 염색체 안에는 30억개의 염기가 있는 , 분석하는 고인골마다,  30억개 염기   추출가능했던 부분이 다르기 때문에, 어떤 경우에는 23 염색체  특정 염색체에서만 집중적으로 유전자가 추출가능했다고 하면, 다른 유적에서 나온 고인골과 동일한 위치의 유전자가 없거나, 매우 적은 경우, 통계적으로 분석을   없기 때문입니다.

 

이렇게 한반도에서 출토된 고인골에 대한 최초의 상염색체 분석을   논문의 저자들은 아쉽게도 한국인이 아닙니다. 일본에서 고인골 관련 분자인류학 연구를 활발히 하고 있는 국립박물관 인류학 연구부의 시노다켄이치(篠田健一), 칸자와히데아키(神澤秀明)  이들과 같이 큐슈 서북부의 시모모토야마이와카게(下本山岩陰)유적의 야요이시대 고인골에 대한 논문을 공저했던 야마나시대학(山梨大学) 카쿠다츠네오(田恒雄), 아다치노보루(安達登)  4명입니다. 아마도, 이들이 한반도 남해안과 교류가 많았던 큐슈지역의 죠몽인과 야요이인을 연구하는 연장선에서, 가덕도 장항 고인골의 존재를 알고, 문물연구원측에 자료의 제공을 요청해서, 이번 연구가 이루어지게  것으로 보입니다.

 

가덕도 장항유적이 48개체라는 한국의 다른 신석기 유적에 비해 휠씬 많은 인골이 출토된  외에,  유적이 주목받은  다른 이유는 매장방법에 있습니다. 한반도의 신석기 유적에서 출토된 유골이 매장된 방법은 시체의 얼굴이 나온 앞면을 하늘을 바라보게 하고, 사지를 곧바로 펴서 눕힌 눕혀펴묻기(仰臥伸展葬) 일반적입니다. 그러나, 장항유적에서는 48개체 중에 매장방법을 확인할  없는 17개체를 제외한 , 확인가능한 31개체에서 73% 23개체가 태아가 잉태되기 전에 자궁속에 있을 때의 모습과 유사하게 팔과 다리 등의 사지를 인위적으로 굽혀서 묻는 굽혀묻기(屈葬) 채택한 것에 있습니다.

 

굽혀묻기는 한반도보다는 유럽의 신석기시대, 동남아시아, 그리고, 일본의 죠몽시대에 유행한 매장법으로,  굽혀묻기 때문에 장항유적의 신석기인들이 유럽인과 유사한 것이 아닌가하는 추측도 있었습니다. 그렇지만, 멀리 유럽이 아니라, 장항유적에서 500여개나 출토된 흑요석 석기의 원료 산지이고, 흑요석을 매개로 토기나 조개껍질를 이용해서 만든 장신구 등의 물품들을 교역하고, 잦은 교류의 흔적이 있었던 일본 큐슈지역의 죠몽인들이 바로 굽혀묻기를 주로 했다는 사실에 주목해야  것입니다. 동아대 김재현 교수의 의견으로는 가덕도 장항지구의 굽혀묻기 매장법이 일반적인 죠몽인들의 굽혀눕기와는 약간 다른 팔과 다리를  강하게 굽힌 가덕도식 굽혀묻기라는 특징을 지닌다고 합니다. 그러므로, 장항유적의 고인골 DNA 분석을 통해서, 확인해야  주안점은 과연 장항유적의 신석기시대인은 굽혀묻기라는 동시대 한반도에는 일반적이지 않았지만, 일본 큐슈의 죠몽인과 공유하였던 매장법이었고, 이런 매장법에서의 유사성과 차이만큼 이들과 유전적인 친연관계나 거리가 존재하였는 지라고   있습니다. 그리고, 언론 보도를 통해 논란과 관심을 일으켰으나,  진실은 미지로 남아 있는 장항유적 신석기인들이 서유라시아인들과 유전적으로 근접한 지의 여부도 확인해야  것입니다.

 

논문에 고인골 자료에서 DNA 추출하고 분석하는 과정이 서술되어 있으니,  부분은 생략하고, 여기에서는 논문의 결론부에 표와 그래프로 나온 고인골의 모계 mtDNA 하플로 그룹과 상염색체에 대한 f3, f4, PCA 분석을 스캔하여, 보기 편하게 제가 재작업한 표와 그래프로 소개하고, 여기에 대한  의견도 간략히 서술하겠습니다.

 

 

1)      모계 미토콘드리아DNA 하플로그룹

 

<1> 가덕도 장항유적 고인골의 미토콘드리아 DNA 하플로 그룹

 

가덕도 장항 유적에서 나온 고인골  중에서 분자인류학적 분석이 위해 제공된 4개의 고인골 샘플 중에  7번과 48 샘플은 상염색체 전체에서도 유의미한 분석이 가능한 수의 SNP 획득하지 못했음은 물론, mtDNA 하플로 그룹도 확정하기 어려웠습니다. 2번과 8 샘플은 상염색체 분석이 가능함은 물론,  mtDNA 하플로 그룹도   있었는 , 결과는 위의 표와 같고, 모계 하플로와 상염색체 분석이 가능했던 2번과 8 샘플 모두, 유전자 분석결과에서 부계 Y하플로 분석이 가능하지 않은 여성인 것으로 나왔습니다. 따라서, 한국에서 출토된 고인골에 대한 제대로  부계 Y하플로 분석이 나온 논문은 다음 기회로 미루게 되었습니다

 

장항 샘플 2번이 속한 D4b 현대 한국인에서 6.36%, 8번이 속한 D4a* 7.7%(Hong et al. 2014)  나타나고, D4b D4a 속한 상위의 D4하플로그룹은 전체적으로는 27~30% 정도로 한국인에게서 가장 많이 나타나는 모계 mtDNA하플로그룹임은 물론, 일본인(33%), 북방한족  많은 동아시아 인구집단에서도 높은 비율로 나타납니다. 또한, 장항지구 고인골보다는 휠씬 시간이 지난 후이지만, 지리적으로 가까운 경남 사천군 늑도에서 발굴된 청동기시대유적에서 21개체의 확인가능한 유골들중 11개체가 D4 하플로에 속하고,   2개체가 D4b였습니다. 그러므로, 발굴된 고인골의 수가 무척 적고, 시대간의 간격도 크지만, 적어도 모계 mtDNA하플로 그룹 D4 한반도에 정착한 역사는 적어도 신석기 초기 정도로 오래되고, 청동기 시대를 거쳐서, 현대에까지 이어지면서, 한반도인들의 주류 모계 하플로의 하나였을 가능성이 크다고   있습니다.

 

시노다켄이치는 이제까지 발굴하고 mtDNA 하플로를 조사한 일본 죠몽인골의 수는 150구가 넘는 , D4b1 D4a 없었기에, 죠몽인과 장항샘플들간에는 유전적인 연결이 없다고 합니다. 시노다켄이치가 일본의 고인골에 대한 분자인류학적 연구,  중에 특히 모계 mtDNA하플로 그룹 연구에서는 가장 권위있는 연구자이기에  부분에 대해서, 다른 의견을 내기는 어려울 것이나, 반드시 관련이 없다고 단정적으로 결론을 내리기에는 이르다고 봅니다. 일본에서 출토된 죠몽인들의 mtDNA하플로는 남쪽일수록 M7a1계열이 많고, 북쪽으로 갈수록 N9b M7a2 많습니다. 그러나, 죠몽시대에도 D4 없었던 것은 아닌 , 예를 들어, 지난 2012년에 조사된 일본 혼슈 중부 산지에 위치한 나가노현의 유구라(湯倉)동굴에서 발견된  7900~7700  죠몽시대 초기의 인골은 모계 mtDNA하플로는 D4b2 것으로 밝혀져서,  때까지 야요이시대에야 D4 일본열도에 존재하기 시작했다는 통념이 일파되었습니다.

 

또한, 시노다켄이치팀이 얼마 전에 조사한 서북큐슈의 사세보시 시모모토야마이와카게(下本山岩陰)에서 발굴된 야요이시대 말기 인골인 샘플 3번의 경우, 모계 하플로가 D4a 나오는 , 아직 논문에 나오지 않은 부계 하플로는 제가 유럽유전자은행(EBEL) 있는 fastq화일을 다운받아서 분석한 바로는 한국인에게 가장 많이 나타나는 O1b2(K10)일 가능성이 있습니다( Y염색체로부터 획득한 SNP수가 매우 적어서, K10과 평행하는 다른 SNP들의 변이를 확인할  없기에  판단은 잠정적입니다). 같이 획득한 상염색체 화일을 상염색체 조상인구 구성성분 계산기(역시 제가 죠몽인성분을 비롯한 동아시아인 조상인구성성분을 중점적으로 식별하기 위해 개발한 KM29 상염색체 계산기) 실행해서, 얻은 결과는 죠몽인 성분이 30.23% 나왔습니다. 이는 평균적인 현대 일본인이 10%내외의 죠몽인 성분을 가지는 것에 비해 3 정도 많은 것으로, 부계하플로 O1b2 확실히 도래계라면, 모계의 D4a 죠몽계라는 것을 추정할  있고, 장항 샘플 8번이 바로 D4a이므로,  하플로 역시, 죠몽계와 어떤 관계가 있을  있습니다. 현재까지 일본에서 발굴된 죠몽인의 D4 대다수가 D4h2 많은 , 앞으로, 고인골에서 DNA 추출하는 기술의 발전으로  많은 죠몽시대와 야요이시대 고인골의 mtDNA하플로를 조사하면, 장항샘플들의 D4b1  D4a와의 어떤 관계가 있는 ,  명확해   있을 것입니다.

 

출처; 카페 분자인류학논단

cafe.daum.net/molanthro/I4qd/119