감자가 안데스 원주민들한테 세계에서 가장 높은 전분 소화 유전자 줬다!

수천 년 전 감자가 처음 재배되기 시작한 페루 안데스 산맥에서 알파카와 함께 있는 원주민 여성들. 사진 제공: SoleneC1 via Pixabay

 
감자는 수천 년 동안 안데스 사람들 식량이었다.

새로운 유전학 연구에 따르면, 이러한 오랜 관계가 인간의 DNA를 형성하는 데 영향을 미친 것으로 보인다.

연구진은 전 세계 85개 인구 집단을 대표하는 3,723명 유전자 데이터를 분석했다.

전분 소화 유전자 AMY1의 복제본 수가 가장 많은 집단은 페루 안데스 산맥 원주민이었다.

전 세계 사람들은 평균적으로 약 7개 AMY1 유전자가 있다. 하지만 이 연구에 참여한 안데스 인구 집단은 평균 약 10개 AMY1 유전자를 보유한 것으로 나타났다.

AMY1 유전자는 입안에서 녹말을 분해하기 시작하는 효소인 타액 아밀라아제salivary amylase 생성을 돕는다.

과학자들은 오랫동안 AMY1 유전자 복제 수가 많을수록 녹말이 풍부한 음식을 많이 섭취하는 경향이 있다고 밝혔다.

이번 연구는 안데스 지역에서 이 유전자 복제 수가 약 1만 년 전, 즉 이 지역 사람들이 감자를 재배하기 시작한 시기와 거의 일치해서 급증했음을 보여준다.

연구팀은 AMY1 유전자 복제 수가 많은 변이체에 자연 선택이 작용한 흔적을 발견했다.

분석 결과, 이 유전자를 10개 이상 보유한 사람들은 그보다 생존 및 번식에 약 1.24% 이점을 얻은 것으로 나타났다.

수백 세대에 걸쳐 이 정도 차이만 있어도 인구 전체에 상당한 영향을 미칠 수 있다.

전통 의상을 입은 농부가 페루 에스피나르Espinar에서 일하는 중이다. 안데스 지역은 오랜 감자 재배 역사를 지닌다. 사진 제공: Isaac Suca Fuentes

 
연구진은 이러한 유전적 변화가 어떻게 형성되었는지 이해하기 위해 초장거리ultra-long-read DNA 시퀀싱을 사용했다.

그 결과, 게놈 내 재조합 현상으로 AMY1 유전자 복제본이 확장된 형태로 존재하게 되었음을 보여주었다.

이후 감자가 주식으로 자리 잡으면서 자연 선택은 이러한 변이체를 선호하게 되었다.

애리조나와 멕시코 북부에 거주한 또 다른 아메리카 원주민 집단인 아키멜 오드햄족Akimel O’odham에서도 높은 AMY1 유전자 복제 수가 관찰되었다.

표본 크기가 작아 유사한 선택 분석을 수행하기는 어려웠지만, 이 결과는 서로 다른 식생활 환경 속에서 여러 원주민 집단이 유사한 유전적 특성을 발달시켰을 가능성을 시사한다.

과학자들은 AMY1 유전자 복제 수가 많을수록 어떤 이점이 있는지 정확히 알지 못한다.

전분 처리 능력이 더 뛰어나다는 가설이 제기되고 있으며, 현재 연구자들은 이 유전자가 칼로리 추출, 신진대사, 장내 미생물, 면역 반응 등에 어떤 영향을 미치는지 연구한다.

이번 연구 결과는 안데스 지역 주요 작물 중 하나인 감자 재배에 대한 오랜 유전적 반응을 보여준다.

감자가 이 지역 일상생활에 도입된 지 만 년이 지난 지금도 그 역사의 흔적이 인간 유전체에 남아 있는 것이다.

Publication: Scheer, K., Landau, L. J. B., Jorgensen, K., Karageorgiou, C., Siao, L., Alkan, C., … Gokcumen, O. (2026). Rapid adaptive increase of amylase gene copy number in Indigenous Andeans. Nature Communications, 17(1). doi:10.1038/s41467-026-71450-8