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태평양 도서 수산 과학 센터(Pacific Islands Fisheries Science Center)는 최근 700점이 넘는 물고기와 오징어 표본을 Smithsonian 협회의 국립 자연사 박물관에 보관했다. 과학 센터 연구원들은 연구 조사 중 이 표본들을 수집했다. 이 협력 노력은 앞으로 여러 세대에 걸친 유전자 연구를 지원하고, 과학자들이 태평양의 해양 생물을 더 잘 이해하며 지속 가능하게 관리하는 데 도움이 될 것이다.

< 협력 >

2025년 6월, Smithsonian의 동물학자이자 방문 과학자인 Dr. Matt Girard는 NOAA의 Dr. Jonathan Whitney 및 호놀룰루 태평양 도서 수산 과학 센터의 연구 과학자들과 협력했다. 이 센터에는 수십 년간 연구 조사와 NOAA 옵저버 프로그램(Observer Program)을 통해 수집한 물고기와 두족류를 포함한 방대한 해양 표본이 보관되어 있다. 장기적인 보존을 지원하고 유전자 참조 라이브러리를 강화하기 위해, Smithsonian은 이 표본들 가운데 일부를 인수하기로 했다.

< Smithsonian으로 옮겨진 표본 >

이번 수집품에는 다음이 포함됐다:

- NOAA의 2024년 어업 해양학 임무(2024 Fisheries Oceanography Mission)에서 채취된 300점 이상의 물고기 유전자 보증 표본

- 1976년까지 거슬러 올라가는 습식 보관소의 물고기 표본 100점 이상

- NOAA 옵저버 프로그램이 수집한 란셋피쉬(lancet fish) 위 속 표본을 포함해 연구 항해 중 채집한 두족류 표본 약 375점

NOAA Fisheries 직원, 인턴, 자원봉사자들은 표본을 정성껏 가공, 보존, 포장했다. 이후 이를 Smithsonian으로 배송했으며, 많은 표본이 이미 국립 소장품으로 등록되어 해당 지역에서 해당 종의 유전적 표준으로 활용될 예정이다.

< 유전자 참조 라이브러리 발전 >

물리적 표본 보존과 함께, Smithsonian 과학자들은 600점 이상의 조직 샘플을 염기서열 분석하여 유전자 참조 데이터를 만들고 이를 공개할 예정이다. 이 작업은 NOAA Fisheries Smithsonian, 그리고 NOAA 국립 계통분류 연구소(National Systematic Lab)가 함께 진행하는 포괄적인 DNA 참조 라이브러리 구축 노력의 일부다.

이러한 유전자 라이브러리는 환경 DNA(eDNA)와 메타바코딩(metabarcoding) 같은 현대적 연구 도구에 매우 중요하다. 이 기법들은 동물이 남긴 미세한 DNA 조각을 분석해 종을 탐지한다. 지난 10년 동안 eDNA 도구가 해양 조사에 통합되는 사례가 크게 증가했으며, 이 데이터의 잠재력이 입증되고 있다. eDNA는 개체가 눈에 보이지 않더라도(즉, 시각적으로 목격, 포획, 청취되지 않아도) 종의 존재를 탐지할 수 있다. 이는 어류와 보호종 분포 지도의 정확성을 높이고, 해양 생태계의 숨겨진 부분을 밝혀내는 데 기여할 수 있다.

또한 eDNA는 종의 개체수 추정에도 활용될 수 있으며, 이는 자원 평가에 중요한 입력 자료가 된다. 메타바코딩 기법은 포식자의 위 속에서 먹이를 식별하는 데 사용될 수 있으며, 이는 생태계 모델의 필수 요소인 먹이망 연구에 정보를 제공한다. eDNA나 위 속 샘플로부터 종을 정확히 식별하려면, 새로운 유전자 정보를 비교할 수 있는 잘 구축된 표본 기반 유전자 데이터베이스가 필요하다.

이 DNA 참조 라이브러리를 확장함으로써, 우리는 해양 생물다양성 모니터링과 지속 가능한 수산 자원 관리의 기초를 다지고 있다.

< 데이터 격차 해소 >

이번 수집품은 물고기와 두족류(오징어 및 관련 종)의 유전자 데이터 범위를 크게 확장한다. 지금까지 하와이 지역에서 기록된 어류의 3분의 1, 두족류의 1%만이 박물관 소장 표본과 연결된 유전자 참조 서열을 갖고 있었다.

이번에 란셋 피쉬 위 속에서 얻은 267점의 오징어 표본과 2024년 항해에서 수집한 408점의 어류 및 오징어 표본이 추가되면서, 과학자들은 주요 격차를 해소하고 있다. 이 샘플들은 염기서열 분석을 거쳐 북태평양 대부분의 어류와 두족류에 대한 최고 수준의 유전자 참조를 제공할 것이다. 이 라이브러리들은 DNA 조각을 종 수준으로 식별하는 데 필요한 정보를 제공한다.

< 지속적인 영향을 남길 팀워크 >

이번 프로젝트에는 많은 과학 센터 팀원들과 자원봉사자들이 참여했다. 그중 한 명은 은퇴한 NOAA Fisheries 직원 Bruce Mundy로, 그는 호놀룰루에서 33년간 박물관 파트너와 협력하며 역사적 표본을 준비하는 등 습식 보관소 정리에 수백 시간을 헌신했다. 또한 경력 초기의 인턴들도 표본 식별과 보관 지원 과정을 직접 경험하며 소중한 실습 기회를 얻었다.

앞으로 우리는 Smithsonian 과학자들이 직접 향후 어업 해양학 연구 조사에 참여하기를 기대한다. 연구 선박에서 신선한 표본을 수집하는 것은 태평양의 먹이 어류와 오징어 군집을 더 깊이 이해하는 데 도움이 될 것이다. 이는 지역 해양 생태계와 지속 가능한 수산 자원 관리 노력의 핵심 요소다.

[출처] NOAA Fisheries 2025/09/16

[원문]

https://www.fisheries.noaa.gov/feature-story/noaa-fisheries-partners-smithsonian-archive-marine-specimens-genetic-research