인간과 같이 양성을 가진 다세포 진핵 생물은 동종간 유전적 유사성이 매우 높다. 인간이 속한 호모 사피엔스는 1200개 염기서열 중 하나 꼴로 DNA 변이가 일어난다고 하니 혈연지간에는 1200분의 1 정도만 DNA가 다를 것이다. 혈연관계가 아니더라도 모든 인간은 99.9%의 유전자가 일치한다. 심지어 호모 사피엔스와 가장 가까운 침팬지와도 유전적으로 98.5%가 일치한다.

반면 박테리아의 경우 70% 정도 유전자만 일치해도 같은 종(species)로 분류한다. 그만큼 유전자의 유사성이 떨어지고 다양하다.

실제 오랫동안 발효음식에 적용돼 왔으며 국내 식약처가 고시한 19종의 프로바이오틱스 미생물 중 속한 락토바실러스 카제이(L. casei)의 25개 균종의 게놈을 비교했더니 70% 정도만 유사성을 보였다.(Cai, Thompson et al. 2009)

이는 진핵생물과는 다른 박테리아의 독특한 유전자전달 시스템 때문이다. 선대에서 후대로 수직적으로 복제된 유전자를 전달하는 진핵생물과 달리 원핵생물인 박테리아는 크게 3가지 방법으로 유전자를 전달하고 진화한다.

■ 수직적 유전을 통한 DNA 돌연변이 : 박테리아는 지속적인 세포분열을 통해 증식을 한다. 이때 DNA가 복제되고 분열된 세포에게 DNA가 전달된다. 이는 인간과 같은 진핵생물도 하는 방법이다.

■ 수평적 전달을 통한 DNA 획득 : 박테리아들은 실시간으로 유전자를 교환한다. 진핵생물은 꿈도 꿀 수 없는 신비로운 능력이다.

■ 불필요한 유전자의 퇴화나 소실 : 박테리아는 새로운 환경에 적응하면서 불필요한 유전자를 퇴화시킨다. 대부분 박테리아에게서 유전자는 있지만 기능이 없어진 위유전자(pseudogene)가 발견되는 것이 이를 증명한다.

이중 새로운 환경에 적응하는 박테리아의 능력을 대폭 높이는 것은 유전자의 수평적 전달(HGT, horizontal gene transfer)을 통한 변이일 것이다.

만약 인간이 이런 방법을 쓸 수 있다면 우월한 유전자를 실시간으로 교환해 아인슈타인의 머리와 마이클조던의 순발력과 이봉주의 심장을 가질 수 있거나 맞춤 의학의 최종점을 찍을 수 있을 것이다.

태초 생명부터 시작해 지금까지 생존하고 진화하며 보이지 않는 지구의 주인으로 존재하는 박테리아의 힘이 여기서 나오지 않을까하는 생각도 든다.