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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

미디어위원회
2025-12-05

‘정크 DNA’는 암과 싸우고 있었다.

: 전이인자(점핑유전자)의 새로운 특성은 진화론을 부정한다.

(Junk DNA Can Fight Cancer)

by Dr. Sarah Buckland-Reynolds


이제 과학자들은 이전에 "쓰레기"로 말해졌던 인간 DNA의 일부가 항암 특성을 갖고 있다고 선언하고 있었다.


쓰레기에서 천재로. 암과 싸우는 정크 DNA의 발견

진화론자들의 주장과 반대되는 놀라운 일이 벌어졌다. 런던 킹스 칼리지(King’s College) 대학의 차이직(Zeisig)과 연구자들은 오랫동안 진화적 잔재로 치부되어 왔던, 소위 "정크 DNA(junk DNA, 쓰레기 DNA)"가 암에 대항하는 무기로 사용될 수 있다는 사실을 발견했다.

2025년 10월 Blood 지에 발표된 한 연구에 의하면, 한때 유전체 잡동사니(genomic clutter)로 여겨졌던 전이인자(transposable elements, TE, 점핑유전자)가 특정 혈액암에서 과활성화되어, 기존 항암제가 이용할 수 있는 취약점을 만들어낸다는 것이었다. 이 발견은 치료적 가능성을 넘어, 유전체 구조에 대한 가정을 다시 재고하도록 하여, 진화론의 기초를 완전히 뒤흔들면서 지적설계(intelligent design)를 가리키고 있었다.


잘못된 진화론적 가정에 도전하다.

수십 년 동안 진화생물학은 인간 유전체(human genome)의 많은 부분들이 기능이 없는, 진화적 조상으로부터 물려받은 실패한 돌연변이의 무의미한 흔적이라고 가르쳐 왔다. 전이인자로 알려진 이러한 반복적인 염기서열은 우리 DNA의 약 45~50%를 차지하고 있다. 이들은 단백질을 암호화하지 않는 부분이기 때문에 "쓰레기"로 분류되었고, 따라서 아무런 목적도 없다고 여겨졌던 것이었다. 이러한 가정(assumption)은 다윈의 유물론적 진화론 체계에 의해서, 즉 생물의 기관과 구조들이 무작위적 과정의 시행착오들을 통해 구축되었다는 가정에 의해서 생겨난 개념이었다.

그러나 시간이 흐르면서 과학자들은 한때 "쓰레기"라고 불렸던 유전자 영역 내에서 유전자 조절, 유전체 안정성, 그리고 세포적 방어를 하는 이러한 유전체 영역의 역할을 발견하기 시작했다. 킹스 칼리지 대학 연구자들의 이 새로운 발견은 이전에는 무시되었던 인간 DNA 부분이 기능을 갖고 있다는 증거를 더욱 확고히 할 뿐만 아니라, 오랫동안 유지되어 온 진화론적 가정에 심각한 의문을 제기하는 것이었다.

킹스 칼리지 연구팀의 발견이 기여한 중요한 점은, 인간 유전체의 이러한 부분들이 특정 조건 하에서 기능이 활성화된다는 것이었다. 저자들은 "이전에... 고대의 쓰레기 염기서열로 여겨져왔던 전이인자들은 후성유전학(epigenetic) 및 전사인자(transcription factors)들에 의해 엄격하게 조절된다"라고 설명했다. 더 구체적으로, 핵심 조절 유전자(ASXL1과 EZH2)에 돌연변이가 발생하면, 전이인자는 비정상적으로 활성화되어, 암세포에서 DNA 손상을 유발한다는 사실을 발견했다. 이러한 스트레스는 치료의 가능성을 열어주는 것이다. 연구자들은 기존 항암제(PARP 억제제)를 사용하여 DNA 복구를 차단함으로써, 암세포의 사멸을 유도했다.


형태가 기능보다 항상 앞서는 것은 아니다.

특정 조건에서 활성화되는 잠재 기능의 발견은 진화생물학에 관한 진화유전체학의 핵심 가정, 즉 기능은 형태에서 발현된다는 가정에 도전하는 것이었다. "정크 DNA"가 중요한 조절 및 치료 기능을 갖고 있다는 발견(킹스 칼리지 암 연구에서 확인됨)은 외견상 형태(예: 단백질 코딩 및 보존 역할)가 없다는 것이 기능 부족을 의미한다는 가정을 반박하고 있는 것이다. 따라서 이러한 변화는 유전체학에서 기능을 추론하는 방식에 대한 재평가를 촉구하고 있었다.

이 연구는 진화 모델에서는 예측하지 못했던 ERV(Endogenous Retrovirus) 발현 세포에서 DNA 복구 경로(DNA Repair Pathways)의 놀라운 활성화를 더욱 자세히 설명하고 있었다. 저자들은 다음과 같이 말했다.

"흥미롭게도, 우리는 또한 이들 세포에서 여러 DNA 손상 복구 경로의 활성화를 관찰했다. 이는 과도한 DNA 손상이 있었음을 가리키는데, 전이인자 재활성화의 확립된 특성이다.“

연구자들의 실험 결과, 이러한 경로가 무작위적으로 일어나는 것이 아니라, 전이인자 재활성화(TE reactivation)에 특이적으로 반응한다는 사실을 보여주는 것이었다.


설명을 위한 더 나은 구조틀

진화론은 이처럼 정확한 상황-의존적 반응(context-dependent responses)이 무작위적 돌연변이와 자연선택에 의해서 어떻게 발생했는지를 설명하는 데 어려움을 겪고 있다. 전이인자 활동과 DNA 복구의 조합은 선견지명을 시사한다. 이러한 연구 결과는 진화론의 잘못된 가정을 드러내지만, 관찰된 상황-의존적 잠재 기능들은 설계 기반 구조틀 안에서는 예상되는 것이다.

더욱이, 이 연구는 전이인자가 단백질을 생성하지 않고도 세포 운명에 영향을 미칠 수 있음을 보여준다. 이는 단백질 중심의 진화론적 관점에 도전하는 것이다. 핵심은 다음과 같다. 만약 비암호 염기서열이 생물학적 결과를 좌우할 수 있다면, 유전체는 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 복잡하다는 것이다. 암호 영역의 점진적인 변화에 의존하는 진화 모델은 이러한 복잡성을 설명하기에 적합하지 않다.


유전체학의 가정들 : 재수정이 필요하다.

전이인자의 조건부 활성화는 유전체 연대측정 및 진화론적 시간 틀에도 영향을 미친다. 전이인자들은 종종 분자시계 역할을 하여, 과학자들이 돌연변이율, 염기서열 보존, 그리고 종 간 패턴을 조사함으로써, 유전자 염기서열의 연대와 진화적 분기 시점을 추정하는데 도움을 주고 있었다. 이러한 방법들은 전이인자가 오래되고, 비활성적 잔재라는 가정에 기초하고 있었다. 그러나 차이직 등의 연구에서 알 수 있듯이, 많은 전이인자들은 불활성이 아니라, 특정 조건 하에서 재활성화되고, 조절될 수 있었다. 이는 전이인자가 수동적인 시간 지표라는 생각을 반박하는 것이다.

이러한 연구 결과는 유전체학 연대측정의 근간이 되는 가정, 즉 일정한 돌연변이율과 중립적 진화라는 개념에 더욱 의문을 제기하는데, 이러한 가정은 전이인자(TE)와 같은 역동적이거나 스트레스에 반응하는 영역에서는 성립되지 않을 수 있다. 따라서 이러한 연구 결과는 전이인자의 활동이 유전적 연령(연대)보다 환경 조건, 돌연변이 스트레스, 또는 후성유전학적 조절을 더 정확하게 반영할 수 있음을 시사한다. 이는 전이인자 기반 연대측정 모델의 신뢰성과 분자시계의 광범위한 활용에 의문을 제기하는 것이다.

이 외에도, 이 연구는 전이인자 활성이 역전사효소 억제제(reverse transcriptase inhibitors, 복제를 차단하는 약물)에 의해 조절될 수 있음을 보여준다. 이는 전이인자 동력학이 고정되어 있지 않고, 외부적으로 조절될 수 있음을 시사한다. 따라서 이는 과거 전이인자 활성이 재구성이 불가능한 요인들의 영향을 받았을 가능성을 제기하는 것으로, 불확실성을 더욱 증폭시킨다.


암과 창조에 대한 새로운 패러다임

진화론적 가정을 폭로하는 것 외에도, 킹스 칼리지의 연구는 고무적이다. 왜냐하면 이 연구는 단백질 기반 표적 약물이 없는, 암에 대한 새로운 치료법을 제시하고 있으며, 우리 신체의 공학적 메커니즘 내에 이미 존재하고 있는 경로를 밝혀냈기 때문이다. 킹스 칼리지의 에릭(Chi Wai Eric) 교수는 이 연구에 대해 ScienceDaily 지에서 다음과 같이 말했다 : 

"이 발견은 치료하기 어려운 암 환자들에게 새로운 희망을 제공하고 있다. 한때 쓸모없다고 생각되었던 DNA를 강력한 치료 표적(target)으로 전환한 것이다.“

한때 기능이 없다고 치부되었던, 우리의 일부 DNA(진화적 과거의 쓰레기)에 대해, 이 연구는 과학을 완전히 새로운 지평으로 이끌며, 한때 무작위적인 것으로 여겨졌던 바로 그 요소들이 실제로는 회복과 건강으로 가는 방법을 담고 있을 수 있음을 보여주고 있었다. 한때 "쓰레기"로 여겨졌던 잔재가, 이제는 생명을 유지하는 물질로 인식되는 이 놀라운 전환은 진화론적 사고의 한계를 드러낸다. 과학자들은 유전체의 상당 부분을 쓰레기로 치부해버림으로써, 치유와 이해를 위한 강력한 도구들을 간과했을 수 있다. 전이인자 기능의 재발견은 지적설계가 종종 눈에 띄지 않는 곳에 숨어 있다는 사실을 겸허하게 일깨워준다.

과학이 유전체의 숨겨진 부분들을 계속해서 밝혀냄에 따라, 지적설계의 주장은 더욱 강력해지고 있다. 이제 우리 유전체가 우연히 분자 조각들이 모여져서 만들어진 것이 아니라, 의도에 의해서 만들어진 태피스트리(tapestry, 다채로운 색실로 그림을 짜 넣은 직물)라는 사실이 더욱 분명해졌다. 창조론자들에게는 스트레스 상황에서 소위 "정크" DNA가 활성화되는 것은 놀라운 일이 아니다. 이는 하나님의 예지력을 보여주는 증거이다. 진화론자들에게는 수십 년 동안 유전체 연구의 기초가 되었던 가정을 재고해야 하는 과제를 안겨주고 있는 것이다.

결국 킹스 칼리지 연구는 새로운 암 치료법을 제시하는 것 이상의 의미를 지닌다. 생명체 자체의 본질이 우연의 산물이 아니라, 목적을 반영하고 있다는 것이다. 성경 시편 139:13~14절은 이렇게 기록하고 있다. 

“주께서 내 내장을 지으시며 나의 모태에서 나를 만드셨나이다 내가 주께 감사하옴은 나를 지으심이 심히 기묘하심이라 주께서 하시는 일이 기이함을 내 영혼이 잘 아나이다”



*참조 : ▶ 정크 DNA

https://creation.kr/Topic401/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6762336&t=board

▶ 나쁜 설계?

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▶ 흔적기관

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▶ DNA의 초고도 복잡성

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▶ DNA와 RNA가 우연히?

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▶ 유전정보가 우연히?

https://creation.kr/Topic101/?idx=6405597&bmode=view


출처 : CEH, 2025. 11. 3.

주소 : https://crev.info/2025/11/sbr-junk-dna-cancer/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2025-10-27

단세포 생물 스텐토르에서 보여지는 지적설계

(Microscopic Ingenuity: Stentor and the Case for Intelligent Design)

by Jonathan K. Corrado, PH.D., P. E.


   가장 작은 생물이 생명체의 지적설계에 대한 가장 큰 단서를 갖고 있다면 어떨까? 2025년 Nature Physics 지에 게재된 한 연구는 나팔 모양의 단세포 원생생물인 나팔벌레 속의 스텐토르 코에룰레우스(Stentor coeruleus, 사진은 여기를 클릭)의 놀라운 행동을 조사했다.[1, 2] 스텐토르(Stentor)는 단세포 생물이지만, 다세포 생물의 복잡성에 걸맞은 특징을 보여주고 있었다. 이러한 발견은 의도적 설계에 대한 성경적 관점을 뒷받침하며, 가장 작은 미세 스케일에서도 창조주의 지혜를 드러내고 있다.

이 생물의 가장 눈에 띄는 특징 중 하나는 섬모(cilia, 작은 털)를 사용한다는 것이다. 섬모는 리듬에 맞춰 움직여 먹이 흐름을 만들어낸다. 이 흐름은 미생물을 끌어들여, 세포의 입처럼 생긴 구멍으로 유도한다. 이처럼 잘 설계된 먹이 공급 전략은 개별 스텐토르 세포들이 군집을 형성하여 세포들이 서로 협력할 때, 더욱 두드러진다.[2]

군집을 이룬 세포들은 유체 상호작용을 통해 섬모의 움직임을 조절하여 먹이 흐름을 촉진한다. 과학자들은 군집의 각 구성원이 영양분의 섭취를 늘리기 위해 이웃과 함께 위치를 수정하는 다중기능성(promiscuity)이라는 행동을 발견했다.[2, 3] 이러한 배치는 먹이가 부족해지면 깨어지는데, 이는 스텐토르가 변화하는 환경에 어떻게 적응하는지를 보여준다. 이러한 현명한 반응은 우연이 아니라, 계획과 목적을 보여준다.

이 원생생물의 이러한 행동은 진화 이론가들의 관심을 끌었는데, 그중 일부는 유체 흐름과 같은 물리적 힘이 생명체가 다세포로 진화하는 데 도움이 되었을 것이라고 주장한다.[1] 하지만 스텐토르에서 관찰된 특징은 중간 단계가 아니라, 완전히 기능적이다. 셰카르(Shekhar) 등은 스텐토르 군집이 다세포 시스템처럼 행동하지만, 세포들은 유전적으로 분리되어 있다는 것을 발견했다.[2] 이는 그러한 행동이 다세포성으로 이어진다는 생각에 이의를 제기하며, 성경에서 묘사하는 것처럼 단세포조차도 목적을 가지고 존재할 수 있음을 보여준다. 생명체는 태초부터 완전한 기능을 하도록 창조되었다.

스텐토르 코에룰레우스는 손상이 되면, 온전하고 기능을 하는 세포로 재건(rebuild) 될 수 있다. 이 과정은 단계별 유전 프로그램을 따르며, 특정 유전자들이 활성화되어 재건 과정을 안내한다. 체계적이고 완벽한 이 과정의 정확성은 무작위적 복구가 아닌, 내장된 계획임을 보여준다. 단세포 생물에서 이처럼 복잡한 구조가 나타나는 것은 의도적인 주의를 기울여 설계하시는 창조주의 솜씨를 반영한다.

섭식 협력, 군집 조절, 그리고 재건이라는 이 모든 특성들은 더 큰 이야기를 들려준다. 스텐토르 코에룰레우스는 단순히 생존하는 데 그치지 않고, 협력, 내구력, 계획을 보여주는 시스템을 통해서 번성한다. 이는 창조주의 솜씨를 보여주는 징표이다. 가장 작은 수준에서도 하나님의 흔적은 분명하다. 섬모의 움직임, 군집 내의 협동, 그리고 세포 재건은 모두 우연이 아닌 설계, 즉 장인의 솜씨를 보여준다. 이는 창조주의 위대함을 드러내며, 그분의 지혜는 피조물 전체에 분명히 보여지는 것이다.


References

1. Marine Biological Laboratory. ‘She Loves Me, She Loves Me Not’: Physical Forces Encouraged Evolution of Multicellular Life, Scientists Propose. Phys.org. Posted to phys.org March 31, 2025, accessed August 1, 2025.

2. Shekhar, S. et al. 2025. Cooperative Hydrodynamics Accompany Multicellular-Like Colonial Organization in the Unicellular Ciliate Stentor. Nature Physics. 21: 624–631.

3. Ratcliff, W. et al. 2025. Genome Duplication in a Long-Term Multicellularity Evolution Experiment. Nature. 639: 691–699.

* Dr. Corrado earned a Ph.D. in systems engineering from Colorado State University and a Th.M. from Liberty University. He is a freelance contributor to ICR’s Creation Science Update, works in the nuclear industry, and is a Captain in the U.S. Navy Reserve.


*관련기사 : 세포도 학습할 수 있다…단세포 생물도 습관화 행동 보여 (2024. 11. 20. 연합뉴스) 

https://www.yna.co.kr/view/AKR20241119099800017

단순하지 않은 단세포 생물…복잡한 의사결정 확인 (2019. 12. 6. 연합뉴스) 

https://www.yna.co.kr/view/AKR20191206110300009


*참조 : 똑똑한 단세포생물 점균류

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출처 : ICR, 2025. 10. 9.

주소 : https://www.icr.org/article/stentor-and-multicellularity/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2025-10-10

유전체 전체가 기능적이라는 사실은

‘정크 DNA’라는 신화를 폐기시킨다.

(Pervasive Genome Functionality Destroys the Myth of Junk DNA)

by Jeffrey P. Tomkins, PH.D.  


    2001년, 민간 연구소와 공공 기관의 협력을 통해 인간 유전체(human genome) 해독의 첫 번째 초안이 발표되었다.[1, 2] 당시 과학자들은 30억 개의 DNA 글자가 지닌 기능을 거의 이해하지 못했기 때문에 인간 유전체의 상당 부분을 ‘정크 DNA(junk DNA)’로 분류했었다. 2004년에 더욱 완전한 인간 유전체 서열이 발표되었지만, 아직 약 92%만 완성된 상태였다.[3] 그 이후 새로운 긴 길이의 DNA 시퀀싱 기술이 등장했고, 훨씬 더 긴 DNA 부분들이 분석됐다. 연구자들은 마침내 2022년에 미해독 부위의 시퀀싱을 완료하고, 염색체 간격을 메웠다.[4]

2001년에 이루어진 최초의 분석에서 과학자들은 유전체의 약 1~2%만이 단백질 코딩 서열을 포함하고 있음을 밝혔다. 그러나 2007년 엔코드(ENCODE) 프로젝트의 연구자들은 기능을 하는 유전체의 1%만이 연구되었다는 첫 번째 논문을 발표했다.[5] 논문의 저자들은 "이 연구는 유전체가 광범위하게 전사되어 있으며, 대부분의 염기들이 비단백질 코딩 전사체를 포함한 1차 전사체에서 발견될 수 있다는 설득력 있는 증거를 제공한다"고 보고했다.[6] 5년 후, ENCODE 연구자들이 실시한 유전체 전체 연구에서 최소 80%가 생화학적으로 활동을 하고 있는 상태임을 확인했다.[7] ENCODE 프로젝트의 수석 분석 코디네이터인 이완 버니(Ewan Birney)는 나머지 20%에 대해서 "80%가 100%로 증가될 가능성이 높다"며, "실제로 우리는 대규모의 중복 DNA(redundant DNA) 덩어리를 보유하고 있지 않다. 정크(쓰레기) DNA라는 비유는 유효하지 않다"고 말했다.[8]

2021년 Nature 지에 보고된 "쓰레기(정크)가 아니었다(Not Junk)"라는 제목의 글 하위 섹션에서 저자는 다음과 같이 썼다.

인간 게놈 프로젝트(human genome project, HGP) 초안이 준비되면서, 단백질 비암호화 요소들의 발견이 폭발적으로 증가했다. 지금까지 이러한 성장은 단백질 암호화 유전자의 발견을 5배나 앞지르고 있으며, 둔화될 조짐은 보이지 않는다.[9]

같은 논문에서 그들은 다음과 같이 언급했다,

인간 게놈 프로젝트(HGP) 덕분에 인간 유전체의 기능적 서열 대부분이 단백질을 암호화하지 않고 있다는 사실이 이제 널리 알려졌다. 오히려 긴 비암호화 RNA(non-coding RNAs), 프로모터(promoters), 인핸서(enhancers), 그리고 수많은 유전자 조절 모티프(gene-regulatory motifs)와 같은 요소들이 함께 작용하여, 유전체에 생명력을 불어넣고 있다.[9]

인간 유전체(genome)의 현재 상태는 다음과 같은 주요 사항을 고려할 때, 거의 100% 기능적이다.

1. 인간 유전체 전체는 생명체에 필수적인 유전정보의 놀랍고도 다양한 창고이다. 이것만으로도 정크 DNA라는 개념은 반박된다.

2. 단백질 코딩 유전자는 본질적으로 복잡하고 방대한 조절 DNA 서열 내의 기본적인 명령어 집합이다.

3. 단백질 코딩 유전자에 비해 RNA 코딩 유전자의 수는 훨씬 많으며, 세포 내에서 다양한 목적을 수행하는 기능적, 구조적 RNA 분자들을 생성한다.

4. 인간 유전체 전체에는 그 기능을 조절하는 데 도움이 되는 전략적으로 배치된 엄청난 양의 조절 스위치들과 제어 요소들이 존재한다.

인간 유전체의 놀라운 복잡성과 정교한 디자인은 바로 시편 139:14절이 언급한 바와 같다. 

“내가 주께 감사하옴은 나를 지으심이 신묘막측하심이라 주의 행사가 기이함을 내 영혼이 잘 아나이다”(시 139:14, 개역한글)


References

1. Venter, J. C. et al. 2001. The Sequence of the Human Genome. Science. 291: 1304–1351.

2. International Human Genome Sequencing Consortium. 2001. Initial Sequencing and Analysis of the Human Genome. Nature. 409: 860–921.

3. International Human Genome Sequencing Consortium. 2004. Finishing the Euchromatic Sequence of the Human Genome. Nature. 431 (7011): 931–945.

4. Nurk, S. et al. 2022. The Complete Sequence of a Human Genome. Science. 376: 44–53.

5. Stanford University. ENCODE Project Overview. ENCODE. Posted on encodeproject.org, accessed May 13, 2025.

6. The ENCODE Project Consortium. 2007. Identification and Analysis of Functional Elements in 1% of the Human Genome by the ENCODE Pilot Project. Nature. 447 (7146): 779–816.\

7. The ENCODE Project Consortium. 2012. An Integrated Encyclopedia of DNA Elements in the Human Genome. Nature. 489 (7414): 57–74.

8. Yong, E. ENCODE: The Rough Guide to the Human Genome. Discover Magazine. Posted on discovermagazine. com September 8, 2012.

9. Gates, A. J., et al. 2021. A Wealth of Discovery Built on the Human Genome Project—By the Numbers. Nature. 590: 212–215.

*Dr. Tomkins is a research scientist at the Institute for Creation Research and earned his Ph.D. in genetics from Clemson University.

Cite this article: Jeffrey P. Tomkins, Ph.D. 2025. Pervasive Genome Functionality Destroys the Myth of Junk DNA. Acts & Facts. 54 (5), 15.


*관련기사 : '인간게놈프로젝트'가 빠뜨린 8% 20년만에 완전 해독 (2022. 4. 1. 연합뉴스)

https://www.yna.co.kr/view/AKR20220401057400009

미지의 유전체 8%, 20여년 만에 해독…‘인간 게놈 지도’ 100% 완성 (2022. 4. 1. 경향신문)

https://www.khan.co.kr/article/202204012034005#ENT

인간 유전체 풀리지 않던 '8% 빈칸' 모두 채웠다 (2022. 4. 4. 동아사이언스)

https://m.dongascience.com/news.php?idx=53379

70년만에 '인간 유전체' 30억쌍 해독 완성…유전병 치료에 '새 빛' (2022. 8. 17. 뉴스 1)

https://www.news1.kr/society/general-society/4639985

'인간 범유전체 지도' 초안 완성..."질병연구 획기적 전환" (2023. 5. 11. 동아사이언스)

https://m.dongascience.com/news.php?idx=59767

마크로젠, 국내외 유전체 분석기술 40년 역사 돌아본다 (2023. 5. 18. 약업신문)

http://m.yakup.com/news/index.html?mode=view&pmode=&cat=&cat2=&nid=281733

Y염색체 완전 해독… 인간 게놈지도 20년만에 마지막 퍼즐 맞춰 (2023. 8. 31. 조선일보)

https://www.chosun.com/economy/science/2023/08/31/4CWZPONOORCSFJVMTIVKP6SI7A/

인간게놈 비밀도 파헤친다…딥마인드, DNA 염기서열 분석 AI '알파게놈' 공개 (2025. 6. 26. 동아사이언스)

https://m.dongascience.com/news.php?idx=72450

50만명 유전체 정밀 분석 완료…변이만 15억개 발견 (2025. 8. 8. 동아사이언스)

https://www.dongascience.com/news.php?idx=73332


*참조 : ▶ 정크 DNA

https://creation.kr/Topic401/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6762336&t=board

▶ DNA의 초고도 복잡성

https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405637&t=board

▶ DNA와 RNA가 우연히?

https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405610&t=board

▶ 유전정보가 우연히?

https://creation.kr/Topic101/?idx=6405597&bmode=view

▶ 단백질과 효소들이 모두 우연히?

https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405405&t=board

▶ 자연발생이 불가능한 이유

https://creation.kr/Topic401/?idx=6777690&bmode=view

▶ 유전학, 유전체 분석

https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6487983&t=board


출처 : ICR, 2025. 8. 29.

주소 : https://www.icr.org/article/pervasive-genome-functionality-destroys/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2025-08-21

단백질 접힘 공장들의 비밀이 밝혀졌다.

(Protein Folding Factories Unveiled)

David F. Coppedge


   컨베이어 벨트와 품질관리를 통해, 이러한 동적인 단백질 접힘 센터는 세포 건강을 보장한다.


  세포 구조를 관찰하는 세포생물학의 최근 발전(다음의 기사 참조)으로 인해, 세포막 안 세포질에 떠다니는 세포소기관(organelles)들의 경이로운 작동 과정들이 밝혀지고 있다. 이것들은 완전히 새로운 차원의 조직체인 것이 드러났다. 바로 단백질, 지방, 당의 단기 "응축물"로부터 부품 구축을 위한 조립 센터로서 역할을 하고 있었다. 공장에서 노동자들이 즉흥적으로 회의를 하는 것처럼, 작은 방울(droplets) 또는 반점(speckles)이라고 불리는 이 응축물들은 다양한 기능을 하기 위한 필수적 부품들을 하나로 모은다. 이들은 핵 안쪽과 세포질 바깥 모두에서 작동되고 있었다.

이제 바젤 대학(University of Basel) 연구자들은 단백질 "접힘 공장(folding factory)"의 특성을 규명했다. 이 새로운 세포 공장에서 드러나는 지적설계는 당뇨병이나 신경퇴행성 질환처럼, 단백질이 제대로 형성되지 않았을 때 발생하는 질환을 설명할 때 더욱 분명해진다. 실제로 특정 질환은 특정 단백질과 관련이 있었다. 연구자들이 단백질의 기능을 연구하기 시작하면서, 이 단백질 접힘 공장(protein-folding factory)으로 들어가는 새로운 문이 열렸다.


연구자들이 이전에 알려지지 않았던 단백질 "접힘 공장"을 발견했다.(University of Basel, 2025. 8. 11). 연구자들이 "접힘 공장"이라고 부르는 응축체(condensate)는 세포의 소포체(endoplasmic reticulum, ER)에서 발견되었다. 수십 년 전만 해도 세포질에 있는 이 기형적인 막 결합 채널들의 집합은 기능적인 설명이 부족했다. 시간이 흐르면서 연구팀은 이곳이 새롭게 번역된 폴리펩타이드가 "샤페론(chaperones)"의 도움을 받아, 마치 조산사처럼 신생 단백질과 효소의 건강한 전달을 보장하는, 단백질이 접혀지는 장소임을 확인했다. 특수 운반체들이 이들을 받아들이고, 밖으로 운반했다. 그렇다면 이 좁은 통로 안에서는 무슨 일이 벌어지고 있었을까? 연구팀은 발견한 사실에 분명히 놀라고 있었다.

"이 발견은 정말 진정한 게임-체인저(game-changer)이다"라고 힐러는 강조한다. 지금까지 이러한 샤페론 응축체(chaperone condensates)는 전혀 알려지지 않았다. 이들은 단순한 부산물이 아니라, 소포체 내의 중요한 조직 단위이다. 힐러는 "소포체의 개념, 그리고 다른 세포소기관들에 대해서도 다시 생각해 볼 필요가 있을 것이다"라고 말한다. "응축체의 역할을 고려하지 않고는 소포체의 기능을 완전히 설명하고 이해할 수 없다."

그들이 기술하고 있는 샤페론은 PDIA6라고 불린다. PDIA6가 제대로 작동하지 않으면, 간 섬유화, 당뇨병, 인지 장애와 같은 질병이 발생한다. 그들이 PDIA6의 기능을 알아내려고 했을 때, 응축체 속에서 작업 중인 공장의 문이 열렸다.

이러한 응축체는 최적으로 배열된 접힘 장치를 갖춘 컨베이어 벨트처럼 작동한다. 여러 샤페론의 클러스터링(clustering)은 PDIA6에 의해 시작된다. PDIA6 분자는 서로 상호작용하여 응축체를 형성하고, 이 응축체는 다른 샤페론을 끌어들인다. 레더는 "이 응축체에는 샤페론 농도가 높기 때문에 접히지 않았거나 잘못 접힌 단백질이 말 그대로 끌어당겨진다"라고 말한다. "단백질이 제대로 접히면 접힘 공장에서 방출된다." 이러한 응축체는 접힘 효율을 높일 뿐만 아니라, 품질관리 시스템 역할도 한다.

Nature Cell Biology 지에 게재된 그들의 오픈 액세스 논문 "다중 샤페론 응축체는 소포체에서 단백질 접힘을 향상시킨다"에서, 설계를 가리키는 말들은 진화에 대한 언급이 없는 이유를 설명한다. 그들은 아마도 자신들의 연구 결과가 방향도 없고, 목적도 없는, 무작위적 과정에 의해서 우연히 생겨났을 것이라고 말하는 것이 부적절하다고 생각했을 것이다. 이 논문은 2025. 8. 11일에 게재되었다.

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언론 보도에서 사용된 설계를 가리키는 단어들을 살펴보자.

⦁공장.

⦁효율적이고 정확한 단백질 접힘.

⦁세포의 일꾼인 단백질.

⦁단백질은 다양한 기능을 수행한다.

⦁새로 합성되어 펼쳐진 단백질을 올바른 모양으로 안내하는 것은 샤페론이다.

⦁컨베이어 벨트.

⦁최적으로 배치된 접는 기계.

⦁잘못 접히거나 펼쳐진 단백질을 끌어들인다.

⦁필요하면 다른 샤페론의 모집.

⦁컨베이어 벨트에서 제대로 접힌 단백질이 방출된다.

⦁접는 효율성이 향상된다.

⦁품질관리.

⦁잘못 접힌 단백질로 인한 세포 스트레스 예방.

⦁조직 단위로서 응축체.

다윈의 진화론을 믿는 사람들 중에서 이것들이 모두 우연히 생겨났다는 주장을 고수하고 싶은 사람이 있을까? 

 

“내가 주께 감사하옴은 나를 지으심이 심히 기묘하심이라 주께서 하시는 일이 기이함을 내 영혼이 잘 아나이다” (시편 139:14)



*참조 : 단백질의 긴 사슬은 빠르게 접혀진다 : 세포는 이 놀라운 위업을 처음부터 수행했다.

https://creation.kr/LIfe/?idx=23811334&bmode=view

하나님의 단백질 펌프 : 분자 수준의 경이로운 설계

https://creation.kr/LIfe/?idx=14723002&bmode=view

세포 내의 고속도로에서 화물을 운반하는 단백질 키네신 : 이 고도로 정교하고 효율적인 분자 기계가 우연히?

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유전자의 이중 암호는 진화론을 완전히 거부한다 : 중복 코돈의 3번째 염기는 단백질의 접힘과 관련되어 있었다.

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단백질들의 빅뱅? : 복잡한 단백질들과 유전정보가 갑자기 모두 우연히?

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단지 복잡한 것 이상의 특수한 복잡성 : 샤프로닌과 같은 단백질이 우연히 생겨날 수 있을까?

https://creation.kr/IntelligentDesign/?idx=1291653&bmode=view

경이로운 분자기계들이 우연히 생겨날 수 있을까? : ATPase의 작동을 보여주는 영상물

https://creation.kr/LIfe/?idx=12870896&bmode=view

닭이 먼저인가, 달걀이 먼저인가? DNA와 단백질 중에 무엇이 먼저인가?

https://creation.kr/Influence/?idx=1289907&bmode=view

진화론자들이 진화론을 기각시키고 있었다 : 단백질의 진화는 불가능하다!

https://creation.kr/IntelligentDesign/?idx=1291741&bmode=view

단백질이 진화될 수 없음을 밝힌 한 새로운 연구 : 단백질은 돌연변이들로 개선될 수 없다.

https://creation.kr/Influence/?idx=1289952&bmode=view

가장 간단한 미생물도 생각보다 훨씬 더 복잡했다 : 마이코플라즈마는 200 개의 분자기계들과 689 개의 단백질들을 만드는 유전자들을 가지고 있었다.

https://creation.kr/Influence/?idx=1289940&bmode=view

가장 작은 세포도 예상했던 것보다 훨씬 복잡하다 : 마이코플라즈마는 387 개의 단백질이 필수적이었다.

https://creation.kr/Topic401/?idx=13876175&bmode=view

수십억 개의 생체 나노기계들은 그리스도의 솜씨를 드러낸다.

https://creation.kr/LIfe/?idx=17056027&bmode=view

▶ 생명체의 초고도 복잡성

https://creation.kr/Topic101/?idx=6405658&bmode=view

▶ 단백질과 효소들이 모두 우연히?

https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405405&t=board

▶ DNA의 초고도 복잡성

https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405637&t=board


출처 : CEH, 2025. 8. 12.

주소 : https://crev.info/2025/08/protein-folding-factories-unveiled/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2025-06-19

유전체의 복잡성은 우리의 이해를 넘어서고 있다

: 유전자의 대체접합과 생물 다양성 

(Gene Complexity Showcases Engineered Versatility)

by Jeffrey P. Tomkins, PH.D.  


    1960년대와 70년대 분자유전학 초기 시절에 연구자들은 한 유전자를 한 단백질을 만드는 정보가 인코딩되어 있는, 단일의 개별적 개체로서 정의할 수 있다고 널리 주장했었다. 그러나 유전학 연구가 급속도로 발전함에 따라, 유전자가 이것보다 훨씬 더 복잡하다는 것을 알게 되었다.[1] 공학적으로 설계된 유전자의 초고도 복잡성은 돌연변이와 자연선택에 대한 다윈의 교리를 완전히 기각시킨다.

 

유전자 복잡성에 대한 소개

유전자는 이중나선의 DNA 분자 두 가닥 모두에서 발견된다(그림 1). 유전자의 복잡성에는 여러 측면이 있다. 첫째, 단일 유전자(single gene)라고 할 수 있는 것과 그 완전한 기능 세트의 경계를 구분하기가 점점 더 어려워지고 있다. 전체 염색체와 유전체는 광범위하고 중복되는 전사(transcription, DNA를 RNA로 복사)의 연속이다.[2, 3] 최근 발견에 따르면, 많은 식물과 동물의 유전자들은 전혀 단일의 개별적 개체들이 아니며, 유전자들 내에 심지어 서로 겹치는 유전자들을 갖고 있는 유전자들의 혼합체이다(그림 1).[3] 프로모터(promoters, 촉진유전자)라고 불리는 유전자의 조절 제어 영역은 전사가 서로 반대 방향으로 진행되는, 완전히 다른 두 유전자가 공유할 수 있다.

그림 1. 이중나선 DNA 분자의 반대 가닥에 있는 유전자를 보여주는 다이어그램. 화살표는 전사 방향을 나타낸다.

 

유전자 기능을 조절하는 데 중요한 역할을 하는 인핸서(enhancer, 증폭자)는 그들이 조절하는 유전자에서 최대 1백만 개의 염기서열 떨어져서 있을 수 있다. 이것만으로도 충분하지 않은 듯, 많은 유전자들이 동시에 앞뒤로 기능하여, 센스 전사체(sense transcripts)와 안티센스 전사체(antisense transcripts)를 모두 생성한다.[4] 유전자의 조절 염기서열은 근처의 다른 유전자 내부에 위치할 수도 있으며, 연구자들은 유전자가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 "이웃 유전자"와 서로 동적으로 상호 작용하여, 유전자 간의 경계가 모호해지는 지점까지 이르렀다는 것을 확인하고 있다.

둘째, 유전자가 제공하는 정보의 출력은 세포 유형, 조직 유형, 외부 환경과 같은 다른 자극을 포함한 다양한 상황에 따라 달라질 수 있다.[5] 유전체에서 DNA 분자 자체와 DNA 분자가 포장된 히스톤 단백질은 모두 화학적으로 변경되거나 태그(꼬리표)가 부착될 수 있다. 이러한 화학적 태그에 대한 연구를 후성유전학(epigenetics), 또는 염색질 재구성(chromatin remodeling)이라고 한다.[5, 6] 유전자가 겹치는 경계와 대체 기능을 갖는 것 외에도, 유전자가 제공하는 정보는 세포 기계에 의해 후성유전적으로 변경되어, 현재 상황의 필요에 딱 맞는 출력을 허용한다.[5]

진화론자들이 같은 유전자를 공유하고 있는 생물에 대해 이야기할 때, 그들은 일반적으로 유전자 DNA의 아주 작은 부분만을 말한다. 그리고 대부분의 경우, 그것은 구체적으로 엑손이라고 불리는 유전자 내부의 단백질 코딩 부분을 의미하며, 실제로 각 생물 종류에 맞는 단백질과 RNA의 올바른 버전을, 올바른 시기에, 올바른 양으로 만드는데 필요한 정보를 생성하는 데 책임이 있는 DNA의 전체 부분을 의미하지 않는다.

하지만 단백질 암호가 코딩되어 있는 부분 외에 유전체에서 표현된 다른 모든 DNA 서열은 어떨까? 이것도 유전자라고 부를 수 있을까? 놀랍게도 인간 유전체에는 단백질 코딩 유전자보다 두 배 이상 많은 긴 비코딩 RNA(lncRNA) 유전자가 있다.[2, 3] 이러한 lncRNA 유전자는 세포에서 여러 가지 다른 목적으로 구조적 또는 기능적으로 사용되는 긴 RNA를 생성한다. 사실, 이 중 다수는 단백질 코딩 유전자를 제어하고 조절하는 분자로 밝혀지고 있다.[7, 8]


대체접합

약 40년 전 현대의 유전체학 시대가 시작되면서, 최초의 바이러스 유전자가 시퀀싱된 이래로 유전자의 구성과 작동 방식에 대한 개념이 크게 바뀌었다.[1] 그 후로 미생물, 식물, 동물들의 유전체 전체가 시퀀싱되었다.

유전자 기능에 대한 연구가 시작되었을 때, 연구자들은 유전자와 RNA 및 단백질 생성물 사이에 일대일 관계가 존재한다고 널리 추정했었다. 그러나 유전체 시퀀싱(genome sequencing) 프로젝트는 곧 발견된 RNA와 해당 단백질의 수가 DNA 시퀀스에서 발견된 유전자의 수보다 수백 배 더 많다는 것을 밝혀냈다.

우리는 이제 이것이 유전자 기능과 관련된 많은 복잡한 메커니즘 때문이라는 것을 알고 있다. 식물과 동물에서 유전자는 일반적으로 유전자 영역의 코딩 DNA의 여러 세그먼트에서 메신저 RNA(전사본)를 생성한다(그림 2). 이러한 코딩 세그먼트는 엑손(exons)이라고 불려지며, 비코딩 세그먼트인 인트론(introns)은 RNA가 처리됨에 따라 접합(spliced, 연결)된다(그림 2). 단일 유전자 영역은 ‘대체접합(alternative splicing, 한 유전자에서 유래하나 서로 다른 방식으로 이뤄지는 RNA 접합)’이라는 과정에서(그림 2) 엑손을 추가하거나, 곱하거나, 제거하여 다양한 전사본들을 생성할 수 있다.[9] 예를 들어, 인간의 단 세 개의 뉴렉신 유전자(neurexin genes)는 3,000개 이상의 다른 전사본을 생성할 수 있다.[10]

그림 2. 유전자의 대체접합(alternative splicing)을 설명하는 다이어그램.


과학자들은 많은 유전자들의 접합 코드에 대한 예측 모델을 추론했는데, 이는 연구된 유전자의 전사 출력의 약 80%를 예측적으로 설명할 수 있었다.[10] 이 모델은 다양한 요인을 사용했고, 27가지 다른 마우스 조직 유형에 걸쳐 대체접합을 분석했다.[11] 간단히 말해서, 연구자들은 접합 코드 모델에 다음이 포함된다는 것을 발견했다.

1. 유전자 영역 전반에 위치한 제어 특징으로 기능하는 다양한 조절 DNA 서열.

2. 유전자와 유전자 네트워크 간의 복잡한 상호 연결.

3. 3차원 염색체 구조의 동적 조절.

4. DNA 화학과 구조적 특징의 상호 작용.

5. 세포 조직 유형과 생리적 상태.

6. 집단 내 DNA 서열 변이의 영향.[10]

이러한 범주조차도 연구 하위 분야로 더 세분화될 수 있다.


긴 복합 유전자 꼬리

유전자 조절과 접합에 대한 그림이 충분히 복잡하지 않다면, 매우 흥미로운 한 연구는 이 패러다임을 전례 없는 수준으로 끌어올렸다.[12] 쥐와 사람 모두를 대상으로 수행된 이 연구에서 유전자의 엑손이 선택적으로 접합될 뿐만 아니라, 유전자 끝에 꼬리처럼 붙어 있는 3-프라임 비번역 영역(3-prime untranslated region, 3' UTR)이라는 시퀀스도 선택적으로 접합된다는 것을 보여주었다.[12] 이 3' UTR 꼬리는 단백질을 코딩하지 않지만, 대신 전사된 후 유전자가 조절될 수 있도록 돕는 다양한 유전자 스위치를 포함하고 있다.

이러한 3' UTR 유전자 꼬리 특징 중 일부는 조절 RNA 결합 단백질이 mRNA 꼬리에 부착되도록 하는 반면, 다른 일부는 microRNA라고 하는 작은 조절 RNA가 결합되도록 한다.[12, 13] 이러한 결합된 조절 분자의 조합은 mRNA가 생성된 후 유전자를 미세 조정하고 강력하게 제어한다. 이러한 형태의 조절은 mRNA가 전사된 후에 발생하기 때문에 전사 후(post-transcriptional) 조절이라고 한다. 그리고 유전자의 코딩 영역과 마찬가지로, 이러한 3' UTR 꼬리도 선택적으로 접합되어 가변적이다. 이들의 크기와 구성은 동일한 유전자의 mRNA와 이들이 발견되는 다른 세포 유형들 사이에서 폭넓고 역동적으로 다를 수 있다.

과학자들은 이 연구 이전에도 3' UTR 유전자 꼬리의 다양성에 대해 알고 있었지만, 이 기능이 예상보다 훨씬 더 복잡하고 방대한 규모라는 것을 발견했다. 사실 그들은 500~25,000개 염기 길이의 3' UTR 꼬리를 가진 2,035개의 마우스 유전자와 1,847개의 인간 유전자를 식별했다. 어떤 경우에는 유전자 자체의 단백질 코딩 영역보다 더 길었다. 이 엄청나게 긴 유전자 꼬리는 문자 그대로 각 단일 mRNA 내에 수백에서 수천 개의 유전자 스위치를 포함하고 있다. 이 경이로운 수준의 유전적 제어의 복잡성은 연구자들을 놀라게 만들고 있었다.


대체접합과 적응 : 곤충

과거의 많은 연구들은 유전자 발현 수준을 환경 변화에 대한 식물과 동물의 다양한 유형의 적응과 연결하고 있었다. 그러나 대부분은 대체접합이 아닌, 특정 유전자에서 생성된 mRNA의 양과 다른 유전자의 대체 활성화를 살펴본 것이었다. 최근 몇 년 동안 곤충과 척추동물을 대상으로 수행된 여러 연구들에서, 여러 유전자들이 적응 시에 대체접합을 진행한다는 것이 밝혀졌다.[14]

한 가지 예는 곤충 계급(castes, 카스트)에 있다. 곤충 계급은 같은 종류의 사회적 곤충(예: 개미, 벌, 흰개미) 내의 개별 그룹으로, 일반적으로 군집 내 계급의 역할과 관련된 신체적 외관이 다르다. 예를 들어, 군대개미 군집의 군인 계급 구성원은 다른 계급 구성원보다 크고 턱이 크다. 각 곤충 계급의 개체 수는 군집에 대한 외부 위협과 같은 환경 변수에 따라 적응적으로 달라질 수 있다.[14]

곤충 군집 간의 비교 분석은 대체접합이 흰개미, 꿀벌, 그리고 잠재적으로 개미의 계급 차이에 기여하는 요인임을 나타내었다. 호박벌(bumble bee, 뒤영벌)에서 유전자의 40%가 여러 mRNA 접합 동형을 나타내며, 그중 다수가 계급 특이적이었다.[15] 계급이 없는 비사회적 곤충에서 대체접합은 아프리카나비(Bicyclus anynana)의 날개 패턴 변화의 계절적 가소성에서도 역할을 하는 것으로 밝혀졌다.[15] 이 나비는 계절에 따라 색상 체계를 적응적으로 변화시키는 많은 곤충 종류 중 하나이다.[15]

.아프리카나비(Bicyclus anynana) <Image credit: Gilles San Martin, CC BY-SA 3.0>


대체접합과 적응 : 척추동물

파충류는 환경과 상호작용하여 적응하는 또 다른 생물군이다. 26°C 이하의 온도에서, 거북이에 있는 온도에 민감한 조절 효소인 키나아제(kinase)는 접합을 조절하는 RNA 결합 단백질 군을 변형시킨다.[16] 이 키나아제에 의한 변형은 세포질에서 세포핵으로 이동하는 RNA 결합 단백질 군을 생성한다. 여기서 그들은 수컷 거북이 배아의 발달을 유발하는 일련의 조절된 대체접합 이벤트를 활성화한다. 31°C 이상에서는 키나아제가 비활성화되어, 암컷 발달을 촉진하는 대체접합 이벤트로 이어진다. 중간 온도에서는 두 성별이 혼합된 것이 발달한다.

.큰육지거북(macro overland turtle)


적응적 대체접합은 어류에서도 관찰되었다. 북극곤들메기(Arctic char)라는 연어과 어류에는 여러 독립 호수에 걸쳐 같은 종의 저서성(심해 거주) 및 원양성(표면 근처 거주) 생태형이 존재한다.[17] 이 두 가지 다른 생태형 적응은 특정 유전자 네트워크의 최상위 조절자인 조절 단백질을 생성하는 대체접합 유전자로 인해 수영 능력의 차이가 특징이다.

마찬가지로 연구자들은 아프리카 분화구 호수인 마소코 호수(Lake Masoko)에서 수심 깊이에 따른 빠른 생태적 적응이 발견된 시클리드 물고기(cichlid fish)에서 이러한 유형의 적응 반응을 기록했다.[18] 시클리드 물고기인 아스타토틸라피아 칼립테라(Astatotilapia calliptera)는 턱 구조가 현저히 다른 원양 및 심해 저서 생태형으로 다양화되었다. 두 생태형 사이에서 연구자들은 대체접합이 있는 7,550개의 유전자를 식별했다. 이러한 유전자의 약 15%는 서로 다른 턱 형태로 이어지는 두개안면 발달과 관련이 있었다. 연구자들은 대체접합이 "적응적 다양화 동안 유전자 발현에서 생태적으로 관련된 발산을 주도하는 데" 큰 역할을 했다고 보고했다.[18]

포유류에서 적응적 접합의 한 예는 집쥐(house mouse)이다. 최근 연구에서 연구자들은 미국 동부 해안에서 위도(latitude) 차이가 나는 쥐들을 연구했다.[19] 쥐는 플로리다, 조지아, 버지니아, 뉴욕, 뉴햄프셔/버몬트에서 표본을 추출했다. 베르그만의 규칙과 마찬가지로[20], 추운 환경에 있는 북미 동부 쥐는 신체적으로 더 크고, 더 큰 둥지를 짓고, 대사 특성이 다르고, 더 따뜻한 환경의 쥐와 비교했을 때 유전자 발현에 차이가 있었다.[19]

쥐 연구에서 연구자들은 특히 유전자의 대체접합의 차이를 살펴보았다. 분석 결과 환경 적응과 상관관계가 있는 대체접합된 소수의 전사본이 확인되었다. 이러한 대체접합된 유전자들 중 다수는 신체 크기와 관련된 특성과 연결되어 있었으며, 이는 위도에 따라 점차 증가하는 것으로 관찰되었다. 흥미롭게도 mRNA 풍부도의 변화와 관련된 이전에 확인된 유전자 간에는 중복이 없었다. 이러한 결과는 대체접합과 mRNA 풍부도의 변화가 별개의 분자적 적응 메커니즘임을 나타낸다.


결론

해마다 유전체의 내부 작동에 대한 연구는 특히 유전자 복잡성과 관련된 복잡하게 설계된 프로세스의 수준이 점점 더 깊어지고 있음을 보여준다. 고전 영화 ‘오즈의 마법사(The Wizard of Oz)’에서 도로시가 이렇게 말했었다 : “토토, 우리가 있는 곳은 더 이상 캔자스가 아닌 것 같다는 기분이 들어요” 사실 유전체의 생물학적 복잡성은 이제 우리의 상상과 심지어 이해 능력을 넘어서는 비율에 도달하고 있다.

가장 중요한 것은, 이토록 신비하고, 경이롭고, 복잡하며, 정확하고, 우아하게 작동되는 생물공학이, 무작위적 돌연변이에 의해서 우연히 실수로 생겨났을 것이라는 진화론의 순진한 단순성은 분명히 무너지고 있다는 것이다. 우리의 전능하시고 전지하신 창조주, 주 예수 그리스도만이 지구상의 생명체의 기원과 작동에 대한 건전하고 실행 가능한 답을 제공할 수 있다.


References

1. Portin, P. 2009. The Elusive Concept of the Gene. Hereditas. 146 (3): 112–117.

2. Djebali, S. et al. 2012. Landscape of Transcription in Human Cells. Nature. 489 (7414): 101–108.

3. Clark, M. B. et al. 2013. The Dark Matter Rises: The Expanding World of Regulatory RNAs. Essays in Biochemistry. 54: 1–16.

4. Antisense transcripts are believed to help regulate the genes from which they are copied in reverse, possibly by binding to the sense RNA transcripts directly or by facilitating the splicing and processing of the sense transcripts. See Pelechano, V. and L. M. Steinmetz. 2013. Gene Regulation by Antisense Transcription. Nature Reviews Genetics. 14 (12): 880–893.

5. Tomkins, J. P. 2023. Epigenetic Mechanisms: Adaptive Master Regulators of the Genome. Acts & Facts. 52 (4): 14–17.

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8. Information for this section was drawn from Tomkins, J. P. 2014. Gene Complexity Eludes a Simple Definition. Acts & Facts. 43 (6): 9.

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13. Tomkins, J. P. 2024. Small Heritable RNAs Pack a Big Adaptive Punch. Acts & Facts. 53 (1): 12–15.

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17. Jacobs, A. and K. R. Elmer. 2021. Alternative Splicing and Gene Expression Play Contrasting Roles in the Parallel Phenotypic Evolution of a Salmonid Fish. Molecular Ecology. 30 (20): 4955– 4969.

18. Carruthers, M. et al. 2022. Ecological Speciation Promoted by Divergent Regulation of Functional Genes Within African Cichlid Fishes. Molecular Biology and Evolution. 39 (11): msac251.

19. Manahan, D. N. and M. W. Nachman. 2024. Alternative Splicing and Environmental Adaptation in Wild House Mice. Heredity. 132 (3): 133–141.

20. Named after nineteenth-century German biologist Carl Bergmann, this rule holds that organisms in colder climates are usually larger than related organisms in warmer climates. See Bergmann, C. 1847. Ueber die Verhaltnisse der Warmeokonomie der Thierezuihrer Grosse. Gottinger Studien. 3: 595–708.

*Dr. Tomkins is a research scientist at the Institute for Creation Research and earned his Ph.D. in genetics from Clemson University.

*Cite this article: Jeffrey P. Tomkins, Ph.D. 2025. Gene Complexity Showcases Engineered Versatility. Acts & Facts. 54 (1), 14-17.


*참조 : 인트론은 진화론자들에게 또 하나의 미스터리가 되고 있다.

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유전학은 진화론이 아니라, 지적설계를 지지한다.

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유전체의 직렬반복 : 반복은 의도적으로 설계된 것이다.

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진화론을 부정하는 유전자 내의 병렬 유전 암호들 : 이중 삼중 암호들이 무작위적 과정으로 우연히 생겨날 수 있을까?

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DNA의 꼬여짐에 관여하는 단백질들이 발견되었다 : 이 초정밀 분자기계들은 진화론을 기각한다.

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DNA 복구 시스템 : 생명을 유지하는 내장된 도구 상자

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유전체를 유지하는 DNA 복구 시스템은 진화를 거부한다.

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밝혀지고 있는 유전체 내 단백질 비암호 부위의 기능들 : VlincRNAs의 제어 및 조절 특성.

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진화론을 거부하는 유전체의 작은 기능적 부위 ‘smORFs’ 

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인간 게놈은 놀라울 정도로 복잡하다 : 대규모 새로운 GTEx 연구는 진화론과 충돌한다.

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DNA에서 제2의 암호가 발견되었다! 더욱 복잡한 DNA의 이중 언어 구조는 진화론을 폐기시킨다.

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3차원적 구조의 DNA 암호가 발견되다! : 다중 DNA 암호 체계는 진화론을 기각시킨다.

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유전자의 이중 암호는 진화론을 완전히 거부한다 : 중복 코돈의 3번째 염기는 단백질의 접힘과 관련되어 있었다.

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4차원으로 작동되고 있는 사람 유전체 : 유전체의 슈퍼-초고도 복잡성은 자연주의적 설명을 거부한다.

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DNA의 코돈에서 퇴화된 부분은 없었다 : 이중 삼중의 암호가 우연히 생겨날 수 있을까?

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경탄스런 극소형의 설계 : DNA에 집적되어 있는 정보의 양

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책으로 700억 권에 해당하는 막대한 량의 정보가 1g의 DNA에 저장될 수 있다.

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미래의 데이터 저장 장치로 DNA가 떠오르고 있다!

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도플갱어 단백질 'SRP14'는 진화를 부정한다 : 진화계통나무의 먼 가지에 존재하는 동일한 유전자들

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▶ DNA와 RNA가 우연히?

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출처 : ICR, 2024. 12. 30.

주소 : https://www.icr.org/article/gene-complexity-showcases-engineered/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2025-06-08

세포는 "의사결정"을 한다. 

하지만 물질적 설계도가 어떻게 결정을 내릴까?

(A Cell Makes “Decisions” 

But if It’s Following a Material Blueprint, How Does It Do That?)

by David Coppedge


오직 마음만이, 그리고 마음이 설계한 프로그래밍 된 기계만이 결정을 내릴 수 있다.


    매사추세츠 대학(University of Massachusetts) 보도자료가 제공하고 있는 "교전(작업) 규칙(Rules of Engagement)"이라는 재미있는 동영상을 시청해보라. 슈트라우스의 왈츠 "봄의 소리(Voices of Spring)"를 배경으로 한 이 영상에는, DNA 가닥을 따라 네 효소들이 이동하며, 서로 마주칠 때 어떤 행동을 취할지 결정하는 모습을 볼 수 있다. 우리는 이러한 행동을 하는 분자들에 공감하며, 건설 노동자들이 좁은 복도를 서로 지나치며 작업하는 모습이 떠오른다. 어떻게든 그것들은 난관을 극복하고, 작업을 계속하는 것이다. 

영상 후반부에서는 줌 아웃을 통해, 이 모든 상호작용들이 웅장한 발레 공연처럼 어우러져, DNA가 익숙한 X자 모양의 염색체로 정밀하게 접혀지는 모습을 볼 수 있다. 만약 세포가 단지 "우연히 모여진 원자들의 집합"이라면, 어떻게 이것이 가능할까?

어떤 환경에서는 비-생물 물질도 스스로 조직화될 수 있다. 토네이도와 허리케인은 나선형을 이루고, 식어가는 용암은 육각형 기둥을 형성한다. 원소들은 결합하여 기하학적 결정을 이룬다. 하지만 이러한 경우에 원자들은 결과나 기능과는 관계없이 단지 물리법칙을 따르는 것이다. 그러나 생명체는 다르다. 목적을 위해 문제를 해결하고, 결정을 내린다.


협력을 위한 결정

영상 속에서 콘덴신(condensins)과 코헤신(cohesins)은 중력이나 정전기력에 의해서 상호 작용하도록 끌려 들어가지 않는다. 여기에는 1)분자기계들을 만들기 위한 유전적 지시, 2)상호작용을 제어하는 "교전 규칙", 3)DNA를 염색체로 압축하기 위한 포괄적인 설계 계획, 4)유사분열에서 염색체 쌍을 딸세포로 분리해야 할 필요성 등 여러 단계의 프로그래밍이 포함된다. 이러한 프로그램에는 모니터링 시스템, 복구 메커니즘, 그리고 놀라울 정도로 복잡한 DNA 복제 과정이 추가될 수 있다.

프로그래밍이 차이를 만든다. 결정, 용암, 토네이도 등은 무엇을 해야 하는지 알려주는 지시도 없고, 암호도 없으며, 그것을 따르지 않는다. 철학자와 신학자들은 이러한 규칙이 생명체를 위해 설계되고 정교하게 조정되었는지에 대해 논쟁할 수 있지만, 일단 확립되면 이러한 규칙은 수학적으로 설명될 수 있는 예측 가능한 결과를 생성한다. 그러나 세포 내 분자기계들의 행동은 이러한 규칙으로 예측할 수 없으며, 계획을 가진 마음(mind)의 지시가 없다면, 실리콘 칩에서 전자가 이동하는 경로도 예측할 수 없다. 

매사추세츠 대학의 보도자료는 사메지마(Samejima) 등이 Science 지(2025. 4. 11)에 게재한 새로운 논문을 강조하며, 낮은 수준에서 확률적 상호작용이 있음에도 불구하고, 염색체 구축 계획은 성공하고 있다고 설명한다.

결합 및 고리 압출 과정의 역동적인 상호작용과 확률적 특성을 고려할 때, 유사분열 염색체는 단일하고 고정된 3차원 구조를 채택하지 않는다. 대신, 흔한 제한된 구조를 가진 무질서한 구조들이다. 

비유하자면, 건축 현장의 건설 노동자들은 각자의 전문 분야와 기술을 갖고 있지만, 설계도에 나와 있는 전반적인 현장 평면도를 따르고 있으면서, 못을 박거나 전선을 지정된 위치에 배치시키는 데에 융통성을 갖고 있다.

물질 세포가 교전 규칙이 있는 설계도를 따르도록 특별히 구조화되어 있다면, 이것은 세포가 의사결정을 내릴 수 있다는 또 다른 예가 되는 것이다, 


조직화의 결정 : 또 다른 "-ome"

Science 지(2025. 3. 20)에 게재된 논문에서, 월츠(Waltz) 등의 연구자들은 점점 더 늘어나고 있는 " - omes“ (genome, proteome, lipidome 등)이라는 용어에 "레스피라좀(respirasome, 호흡체)"이라는 용어를 추가했다. 레스피라좀은 미토콘드리아에서 호흡(respiration in mitochondria)을 가능하게 하는 초복합체이다. 산화적 인산화(oxidative phosphorylation)를 구성하는 개별 복합체는 놀라운 회전 엔진인 ATP 합성효소(ATP synthase)로 절정에 이르며, 기능을 극대화하는 방식으로 구성되어 있다. 저자들은 이러한 배열이 초저온 전자현미경(cryo-electron microscopy) 하에서 얼마나 정밀하게 나타나는지를 주목하였다.

미토콘드리아는 산화적 인산화를 통해 아데노신 삼인산(ATP, adenosine triphosphate)을 재생산한다. 이 과정은 호흡사슬(respiratory chain)이라고 불리는 다섯 개의 막결합 복합체에 의해 수행되며, 이들은 협력하여 전자를 전달하고, 양성자를 펌핑한다. 이러한 복합체가 본래 세포에서 어떻게 구성되는지에 대해서는 논란이 있다. 본 연구에서는 현장 초저온 전자 단층촬영(in situ cryo-electron tomography)을 이용하여 클라미도모나스 레인하티(Chlamydomonas reinhardtii) 세포에서 여러 주요 미토콘드리아 복합체의 본래 구조와 구성을 시각화했다. ATP 합성효소와 호흡 복합체는 각각 곡선형 및 편평한 크리스타 막(crista membrane) 영역으로 분리된다. 호흡 복합체 I, III, IV는 호흡체 초복합체로 조립되며, 이를 통해 전자 운반체 시토크롬 c의 결합을 보여주는 본래 5Å(옹스트롬) 해상도 구조를 확인했다. 2.4Å 해상도의 단일입자 초저온 전자현미경과 결합하여 본래 미토콘드리아 내부에서 호흡 복합체가 어떻게 구성되는지 모델링했다.

저자들은 이 복합체들이 왜 이러한 초복합체로 조직되는지에 대한 몇 가지 가설을 제시하며, 모든 호흡체가 서로 다른 종에서 동일한 화학량론(stoichiometry)을 가지는 것은 아니라는 점을 지적하고 있다. 그들은 "진화가 호흡체를 반복적으로 선택해 온 것으로 보인다"고 추측하고 있었는데, 이는 진화론자들이 이러한 패턴이 기능적으로 중요하다는 것을 인정하는 방식이다.(그렇지 않았다면 지금 존재하지 않았을 테니까).

현장 초저온 전자이동(in situ cryo-ET)으로 시각화된 것처럼, 이러한 막 구조는 좁은 내강 공간과 크리스타와의 측면 이질성을 형성하여, 호흡체 공급원에서 ATP 합성효소의 가라앉음으로 양성자 흐름을 가능하게 한다. 이러한 방식으로 호흡체는 크리스타 구조와 분자 구조를 형성하는 간접적인 메커니즘을 통해 효율적인 호흡을 가능하게 한다. 본 연구에서 제시된 고유 호흡체 구조는 생체 내에서 초복합체 형성을 특이적으로 저해하고, 이러한 불가사의한 분자 기계의 생리학적 관련성을 메커니즘적으로 분석할 수 있는 하나의 설계도를 제공한다.

따라서 호흡체는 공장 내 분자기계들의 효율성을 위해 어떻게 최적으로 구성할 것인가라는 문제를 해결하는 또 다른 의사결정 구조로 여겨진다. 이러한 해결책은 자연법칙만으로는 예측할 수 없는 것이다.

 

문제 예방을 위한 결정

세포에서 관찰되는 또 다른 유형의 의사결정은 단순히 퍼즐을 푸는 것뿐만이 아니라, 예측 가능한 문제를 예방하는 것을 포함한다. Fagunloye 등의 연구자들이 EMBO 지에 발표한 논문은 이에 대한 좋은 예를 제공한다. 슈 복합체(Shu complex)는 "진화적으로 보존된(= 진화되지 않은)" 세 개의 Rad51 paralogs, Csm2, Psy3, Shu1, 단백질 포함 SWIM-domain, Shu2로 구성되어 있는 이종사량체(heterotetramer)"이다.

상동 재조합(homologous recombination, HR)은 복제 중 DNA 손상 내성(damage tolerance)에 중요하다. 보존된 상동 재조합 인자인 효모(yeast)의 슈 복합체(Shu complex)는 복제 관련 돌연변이를 방지한다. 본 연구에서는 효모 세포가 DNA 복제 중 MMS로 유발된 손상에 대처하기 위해 슈 복합체를 어떻게 필요로 하는지 살펴보았다. 슈 복합체의 하위 단위인 Csm2가 효모의 자율 복제 서열(ARS)에 결합하는 것을 발견했다. 마지막으로, 슈 복합체와 복제 개시 복합체 간의 상호작용이 DNA 손상에 대한 저항성을 높이고, 돌연변이 및 비정상적 재조합을 방지하는 데 필수적임을 보여주고 있다. 본 모델에서 슈 복합체는 복제 메커니즘과 상호작용하여 DNA 손상을 오류 없이 우회할 수 있도록 해준다.

그들이 진화에 기인한 것으로 여기고 있는 이 복합체의 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducible complexity, 환원 불가능한 복잡성)’에 주목하라. 그들은 이 세포의 경이로움이 효모와 인간의 슈 복합체 사이의 차이점 발견에 기초해 진화했다고 주장한다. 그들에게 물질적 과정이 어떤 근거로 손상을 감지하고, 복구하고, 예방할 수 있는지를, 즉 무의미한 원자에서 의사결정을 하는 분자기계들로 어떻게 진화할 수 있었는지를 물어보아야 한다.

슈 복합체는 "대량 DNA 손상"을 복구하고, 심지어 병변을 우회하여, 복제의 정확도를 천 배나 높일 수 있다고 한다(인상적인 세부 사항은 각주 참조[1]). 무작위적 돌연변이는 진화적 발전의 기본 메커니즘 아닌가? 슈 복합체의 교정 정확도가 없었다면, 세포는 탄생하기도 전에 오류 재앙을 겪었을 가능성이 높다.

게다가 슈 복합체는 다른 복합체들과 상호작용을 한다. 저자는 이러한 사실은 "호기심을 유발했고" "흥미로웠다"고 말하고 있었다.[2]


스키너 상수 

물질들도 의사결정을 내릴 수 있지만, 선견지명이 있는 지적 원인에 의해 지시될 때에만 가능한 것이다. "선택 압력"이라는 모호한 개념을 불러일으켜, 물질에 의사결정을 귀속시키는 것은  스키너 상수(Skinner’s Constant)와 동의어이며, 그것은 "곱하거나, 나누거나, 더하거나, 빼면, 마땅히 받아야 할 답이 나온다"와 같은 뜻이며, 이는 과도한 상상력에 사로잡힌 마법적이고 공상적인 사고를 필요로 한다. 진화론의 신뢰성은 살아있는 세포에서 관찰되는 초고도로 복잡한 세부 사항들이 계속 밝혀지면서, 급격히 떨어지고 있다.


Notes

1. “During DNA replication, DNA damage can be bypassed using a template switching mechanism that is facilitated by the recombinase, Rad51. The yeast Shu complex facilitates the formation of Rad51 filaments in this replicative context where its function is restricted. This is unique to other HR factors that repair direct DSBs [double-stranded breaks] outside of DNA replication. How the Shu complex function is limited to facilitatebypass of replicative DNA damage is enigmatic. However, hints come from its DNA damage sensitivity, where the loss of any Shu complex members results in sensitivity to the alkylating agent, methyl methanesulfonate (MMS). Partially explaining this specificity for replicative repair, the Shu complex DNA binding subunits, the Rad51 paralogs Csm2-Psy3, preferentially bind to double-flap substrates and have increased affinity for a double-flap containing an abasic site, which forms during repair of alkylation damage. Loss of Shu complex function results in translesion synthesis-induced mutations and the mutation rate increases over 1000-fold when abasic sites accumulate.” (External citations omitted.)

2. “Importantly, these physical interactions with the replication initiation complexes occur independently of other HR machinery, including the recombinase Rad51 and the canonical Rad51 paralog, Rad55. Intriguingly, Csm2 enrichment at ARS sites is largely dependent on its interaction with Rad55. Interestingly, Rad55 is neededfor Csm2 enrichment at ARS sites while being dispensable for Shu complex interaction with Mcm4. These results are consistent with those from the Prado laboratory showing that Mcm4 interaction with Rad51 or Rad52 is also DNA-independent. Furthermore, we show that Csm2 and Psy3 DNA binding is largely dispensable for its interaction with members of the MCM or ORC complexes. Therefore, it is possible that Rad55 helps to stabilize or enrich the Shu complex to ARS sites but that the Shu complex alone is needed to interact with the replisome. Overall, our results delineate a model wherein the Shu complex interacts with the replication machinery to ensure an error-free bypass of DNA damage.”


*참조 : 수십억 개의 생체 나노기계들은 그리스도의 솜씨를 드러낸다.

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정자의 초고도 복잡성은 설계를 가리킨다.

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정자에서 DNA가 포장되는 방법 : 무성생식에서 유성생식의 진화는 실패하고 있다.

https://creation.kr/LIfe/?idx=17589070&bmode=view

가장 간단한 미생물도 생각보다 훨씬 더 복잡했다 : 마이코플라즈마는 200개의 분자기계들과 689개의 단백질들을 만드는 유전자들을 가지고 있었다.

https://creation.kr/Influence/?idx=1289940&bmode=view

▶ 생명체의 초고도 복잡성

https://creation.kr/Topic101/?idx=6405658&bmode=view

▶ DNA의 초고도 복잡성

https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405637&t=board

▶ DNA와 RNA가 우연히?

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▶ 유전정보가 우연히?

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▶ 단백질과 효소들이 모두 우연히?

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출처 : CEH, 2025. 4. 15.

          Evolution News & Science Today, April 15, 2025

주소 : https://crev.info/2025/04/enst-how-cells-make-decisions/

          https://evolutionnews.org/2025/04/a-cell-makes-decisions-but-if-its-following-a-material-blueprint-how-does-it-do-that/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2025-05-28

진핵생물의 기원

(The Origin of Eukaryotes)

by Frank Sherwin, D.SC. (HON.)


    진핵생물(Eukaryotes)은 다양하고 분화된 세포 유형들을 갖고 있는 다세포 생물(multicellular organisms)이다. 거의 모든 세포들 안에는 특정 기능을 담당하는 세포소기관(organelles)이라는 세포 내 구획이 있다. 가장 중요한 세포소기관으로는 핵, 미토콘드리아, 엽록체 등이 있으며, 각각은 인지질 이중층(phospholipid bilayer, 이중막)으로 둘러싸여 있다. 막으로 둘러싸인 이 세포소기관들은 매우 복잡하며 생명 활동에 필수적인 고유한 자원들을 제공한다. 동물, 식물, 균류(fungi), 그리고 인간은 모두 진핵세포들로 구성되어 있다.

진화론에서 가장 논란이 많은 쟁점 중 하나는 자유 생활을 하던 단세포 원핵생물(prokaryotes, 세균과 고균)이 단세포 진핵생물 및 다세포 진핵생물의 주요 세포소기관이 되었다는 믿음이다. 다시 말해, 관찰할 수 없는 오랜 세월에 걸쳐 단세포 생물은 오늘날 지구를 가득 채우고 있는 놀랍도록 복잡한 다세포 생물의 내부에서 막으로 둘러싸인 세포소기관으로 변모했다는 것이다. 제안된 메커니즘은 무엇일까? 바로 세포내공생(endosymbiosis)이다.

세포내공생설에 의하면, 한 호기성 세균(aerobic bacterium)이 커다란 고균 세포(archaean cell)에 의해 삼켜졌다고 말한다. 하지만 이는 순전히 가설일 뿐이다. ICR의 제프 톰킨스(Jeff Tomkins) 박사는 다음과 같이 말했다.

그러나 이제 유전체 시퀀싱 비용이 저렴해지고 널리 보급됨에 따라, 세포내공생이라는 진화론적 이야기는 점점 더 모호해지고 논란의 여지가 많아졌다. 새로운 박테리아와 진핵생물의 유전체가 시퀀싱되고 이들이 암호화하는 단백질들이 밝혀짐에 따라, 세포내공생에 대한 진화론적 개념 전체가 완전히 혼란에 빠졌다.

가장 예상치 못한 발견 중 하나는 진화론을 뒷받침할 유전자들이 전혀 발견되지 않았다는 것이다.[1]

과학자들은 최근 PNAS 지에 실린 기사에서 다음과 같이 언급했다.

진핵생물의 기원은 다세포 생물의 후대 출현을 가능하게 했기 때문에, 생물 진화에서 가장 중요한 사건 중 하나이다. 그러나 기존의 유전자 활동 조절 기전이 어떻게 변형되어 이러한 복잡성의 증가를 가능하게 했는지는 아직 불분명하다.[2]

그럼에도 불구하고 이러한 복잡성의 증가(생명체의 주요 재편)가 우연, 시간, 자연적 과정들이 함께 작용하여, 불분명한 "알고리즘적 위상 변화"를 만들어냄으로써 어떻게든 달성되었다는 것이다.[2] 알고리즘(algorithm)은 "특히 컴퓨터가 계산이나 문제 해결 작업시에 따라야 하는 프로세스 또는 일련의 규칙"이다.[3]

이 과학자들은 "이론적 접근과 경험적 접근의 혼합"을 연구로 수행했다.[2] 경험적 접근은 연구자들이 현재 실시간으로 보유하고 있는 정보를 바탕으로 수행된 반면, 이론적(가정적 또는 추측적) 접근은 진화론의 오랜 시간에 대한 믿음에 기반하고 있다. 놀랍지 않게도, 이 두 가지 접근을 혼합하면, 특정 진화 이론 분야를 뒷받침하는 해답이나 증거를 찾을 수 있을 것으로 생각하고 있었다 : "이론적 접근과 경험적 접근의 혼합은 궁극적으로 보존된(변화하지 않고 남아있는 유전물질) 유전자 성장 과정과 점점 길어지는 단백질에 대한 제약 사이의 긴장이 진핵세포의 출현을 알리는 상전이에서 어떻게 해소되었는지 밝혀낼 것이다."[2]

생물학적 시스템을 연구하는 사람들이 공학 기술과 유사한 점들을 점점 더 많이 발견하고 있는 것처럼, 무로(Muro) 등도 단백질들과 해당 유전자들에 대한 연구와 컴퓨터 과학 사이에 "흥미로운 유사점"들을 발견하고 있었다.[6]

유전자 내 비암호 영역(noncoding regions)의 축적에 대한 예측은 컴퓨터 과학에서 관찰되는 것과 유사한 연속적인 상전이와 흥미로운 유사성을 보여준다. 즉, 알고리즘이 문제를 해결하는 더 효율적인 방법을 갑자기 찾아내고 있는 것이다.[6]

만약 명백히 공학적으로 보이는 시스템이나 구조(예: ATP 합성효소와 척추동물 망막)에는 그것을 만든 공학자(engineer)가 필요하다면, 유전자 내 비암호 영역과 컴퓨터 알고리즘에는 프로그래머(programmer)가 필요하다.

이 과학자들은 시간에 따른 "유전자 성장의 간단한 증식 모델을 개발"하여, 두 가지 법칙을 예측했는데, 이 두 법칙은 모두 마지막 보편적 공통 조상(LUCA, last universal common ancestor)에 기반하고 있다.[2] 이 미스터리한 LUCA는 알려지지 않은 시간, 알려지지 않은 장소에서, 알려지지 않은 일련의 과정을 통해, 존재했다고 추정하는, 알려지지 않은 존재이다.

마지막 보편적 공통 조상(LUCA)의 본질, 연대, 그리고 지구 시스템에 미치는 영향은 다양한 학문 분야에서 격렬한 논쟁의 대상이 되어 왔으며, 종종 서로 다른 자료와 방법을 기반으로 하고 있다. LUCA의 연대 추정치는 일반적으로 화석 기록에 기반하며, 재해석할 때마다 그 양상이 달라진다. LUCA의 대사 작용의 본질 또한 논쟁의 여지가 있는데, 어떤 학자들은 모든 핵심 대사 작용을 LUCA에 기인한다고 주장하는 반면, 다른 과학자들은 지구화학에 의존하여 더 단순한 생명체로 여기기도 한다.[7]

LUCA는 증명할 수 없는 진화계통나무의 기초를 형성하며[8, 9], "아직은 단지 가설적인 유기체일 뿐이다."

진핵세포의 기원에 대한 물질주의적 설명은 원핵세포의 기원만큼이나 여전히 난제이다. 그리고 진화론적 설명을 추구하는 사람들이 최종적으로 결론을 내릴 때, "이 모든 것은 더 많은 시간, 더 많은 요소들, 그리고 더 점진적인 단계들을 포함하는, 더 복잡한 모델의 필요성을 시사한다"는 사실에 대해 우리 크리스천들은 놀라지 않는다.[11]

실제로 모든 증거들에 의하면, 진핵세포와 다른 모든 형태의 생물체들은 우리 주님의 비할 데 없고 이해할 수 없는 능력과 지혜의 결과임을 가리키고 있는 것이다!


“여호와께서 행하시는 일들이 크시오니 이를 즐거워하는 자들이 다 기리는도다 그의 행하시는 일이 존귀하고 엄위하며 그의 의가 영원히 서 있도다 그의 기적을 사람이 기억하게 하셨으니 여호와는 은혜로우시고 자비로우시도다” (시편 111:2~4)


References

1. Tomkins, J. 2015. Endosymbiosis: A Theory in Crisis. Acts & Facts. 44 (11): 13.

2. Muro, E. et al. 2025. The Emergence of Eukaryotes as an Evolutionary Algorithmic Phase Transition. PNAS. 122 (13).

3. Oxford Languages. Oxford University Press. Languages.oup.com.

4. Guliuzza, R. Biological and Engineered Systems Employ Same Principles. Creation Science Update. Posted on ICR.org October 17, 2019.

5. McDiarmid, A. Emily Reeves: How to Study Biology with Systems Engineering Principles. Evolution News and Science Today. Posted on evolutionnews.org March 31, 2025.

6. Ferrada, E. 2025. An Algorithmic Constraint at the Transition to Complex Life. PNAS. 122 (17).

7. Moody, E. et al. 2024. The Nature of the Last Universal Common Ancestor and Its Impact on the Early Earth System. Nature Ecology & Evolution. 8: 1654–1666.

8. Thomas, B. Darwin’s Evolutionary Tree ‘Annihilated.’ Creation Science Update. Posted on ICR.org February 3, 2009.

9. Thomas, B. Shared Genes Undercut Evolutionary Tree. Creation Science Update. Posted on ICR.org February 25, 2011.

10. Gough, E. Could Life Exist in Molecular Clouds? Universe Today. Posted on universetoday.com November 30, 2023.

11. Galbaldóm, T. 2021. Origin and Early Evolution of the Eukaryotic Cell. Annual Review of Microbiology. 75: 631–647.

12. Psalm 111:2–4.

* Dr. Sherwin is a science news writer at the Institute for Creation Research. He earned an M.A. in invertebrate zoology from the University of Northern Colorado and received an honorary doctorate of science from Pensacola Christian College.


*참조 : 복잡한 세포는 박테리아로부터 진화될 수 없었다.

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미토콘드리아 및 미토콘드리아 리보솜의 세포내공생 진화가설에 대한 비판적 고찰

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해조류의 진화적 기원에 관한 나쁜 소식

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앞으로도, 뒤로도, 옆으로도 나아가는 진화. : 진핵생물이 진화하여 원핵생물이 되었다?

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진핵생물의 진화는 복잡함에서 단순함으로 진행되었다.

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가장 간단한 미생물도 생각보다 훨씬 더 복잡했다 : 마이코플라즈마는 200개의 분자기계들과 689개의 단백질들을 만드는 유전자들을 가지고 있었다.

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7개의 모터가 하나로 연결된 편모를 갖고 있는 세균!

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진화를 부정하는 세포소기관 : 리소좀

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고세균의 놀라운 방어 시스템

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▶ 바이러스, 박테리아, 곰팡이, 원생생물

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▶ 자연발생이 불가능한 이유

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▶ DNA와 RNA가 우연히?

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▶ 유전정보가 우연히?

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▶ 생명체의 초고도 복잡성

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출처 : ICR, 2025. 5. 22.

주소 : https://www.icr.org/article/origin-of-eukaryotes/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2025-05-13

유전체의 직렬반복

: 반복은 의도적으로 설계된 것이다.

(Genomic Tandem Repeats

: Where Repetition Is Purposely Adaptive)

by Jeffrey P. Tomkins, PH.D.


    직렬반복(tandem repeats, TR)은 DNA 염기서열이 TACTACTAC 처럼 되풀이되어 반복되고 있는 짧은 DNA 서열이다. TACTACTAC는 TAC가 세 번 반복된 것이다(그림 1). 유전체학 초창기에는 이러한 직렬반복이 원래 비기능성 DNA, 또는 정크(junk, 쓰레기) DNA로 분류됐었다. 직렬반복이 인간 질병과 관련된 몇 가지 사례를 제외하면, 이러한 유형의 반복 변이(repeat variation)는 생물체에 미치는 영향이 중립적인 것으로 여겨졌었다.


그러나 지난 수십 년 동안 과학자들은 직렬반복이 기능적이고, 설계된 DNA 특성임을 밝혀내었다. 직렬반복이 기능적이지 않다는 초기 주장과는 달리, 연구자들은 직렬반복과 그 길이의 가변성이 생물의 생물학, 성장, 적응적 발달에 유용한 영향을 미친다는 것을 발견했다.

직렬반복에는 두 가지 유형이 있다. 1)마이크로위성(microsatellite)이라고 하는 한 유형은 1~9개의 DNA 철자(뉴클레오타이드)로 구성된 기본 반복 단위로 반복이 이루어진다. 2)미니위성(minisatellite)이라고 하는 두 번째 유형은 9개 이상의 뉴클레오타이드로 구성된 기본 반복 단위로 구성된다(그림 1 참조).

그림 1. 두 개의 서로 다른 염색체의 동일한 DNA 구간에 있는 가변성 직렬반복의 그림


직렬반복의 다양성(variability)은 반복의 길이가 다르기 때문에 발생하는데, 한 변이는 반복 단위가 12개인 반면, 다른 변이는 13개일 수 있다. 반복 다양성은 상동염색체(homologous chromosomes, 하나는 아버지로부터, 하나는 어머니로부터)의 동일 유전체 내에 존재할 수도 있고, 동일하게 창조된 종류의 개체들 간에 존재할 수도 있어, 집단 내에서 적응적 변이(adaptive variation)가 가능하다.

직렬반복의 반복 길이를 변화시키는 기전은 아직 대부분 밝혀지지 않았지만, 이러한 현상이 어떻게 일어나는지에 대한 추측이 제기되어 왔다. 일부 연구자들은 이러한 현상이 감수분열(meiosis, 정자와 난자 생성) 과정에서 일어나는, DNA 복제 및 세포 분열, 또는 재조합 과정에서 발생한다고 주장했다.[1, 2]

직렬반복이 유전자의 보편적 특성이라는 사실만으로도, 그 기능과 중요성을 알 수 있다. 유전자의 시작 부분을 프로모터(promoter, 유전자 조절 특성)라고 한다. 진핵생물 유전자 프로모터(세포핵을 가진 생물에서 발견됨)의 최대 10%에서 20%가 조절 스위치 역할을 하는 직렬반복을 포함하고 있는 것으로 밝혀졌다.[3] 하지만 유전자에서 직렬반복의 현상을 탐구하기 전에, 진핵생물 유전체에서 유전자가 어떻게 구조화되어 있는지 살펴봐야 한다.[4, 5]

먼저, 유전자는 여러 조각으로 구성되어 있다는 것을 이해하는 것이 중요하다. 유전자는 단백질이나 기능성 RNA를 암호화하는 엑손(exons)과, 단백질이나 기능성 RNA를 암호화하지 않고 있는, 엑손 사이의 인트론(introns)으로 구성되어 있다.(그림 2) 인트론은 많은 중요한 신호와 특징들을 포함하지만, 유전자의 RNA 사본(메신저 RNA 또는 전사체)에서 스플라이싱되어 분리된다. 위에서 언급했듯이, 조절 직렬반복들은 유전자 프로모터에서 발견될 수 있지만, 유전자의 다른 부분에서도 발견될 수 있다(그림 2).


유전자 코딩 서열에서 비-무작위적 적응의 직렬반복

직렬반복이 유전자의 단백질 코딩 영역에서 적응적이고 유용한 변이를 일으킨다는 최초의 증거는 가변성-길이의 직렬반복이 세포막 단백질 생성을 켜거나 끄는 여러 종류의 박테리아에서 발견되면서 입증되었다.[3] 이는 세포막의 다른 단백질에도 상당한 영향을 미쳤다. 결과적으로, 박테리아 개체군은 광범위한 환경 조건에 대한 빠른 적응을 촉진하는 위상 변이(phase variation)를 포함하고 있었다.

그림 2. 두 개의 엑손(암호화 부분)과 하나의 인트론(비암호화 부분의 중간 서열)을 갖고 있는 유전자의 그림. 첫 번째 엑손과 마지막 엑손의 시작 부분에 있는 비번역 영역(UTR)은 단백질로 번역되지는 않지만, 리보솜에서 단백질 생성을 시작하고 종료하는 신호를 전달하는 특수 코드를 포함한다. 그림에서 볼 수 있듯이, 직렬반복(TR, 빨간색)은 유전자의 모든 부분에서 발견될 수 있다.


더욱 복잡한 단세포 진핵생물인 맥주 효모(brewer’s yeast)에서 직렬반복은 모든 유전자의 코딩 영역의 최대 22%에서 발견된다.[3] 박테리아와 마찬가지로, 이러한 가변-길이 직렬반복은 적응적 집단 다양성을 생성하여, 주변 환경에 빠르게 적응할 수 있도록 한다. 예를 들어, 효모 세포 표면에서 동적 단백질 상호작용을 생성하여 공기-액체 계면을 최적화한다. 다른 일반적인 효모 직렬반복은 세포의 유전 네트워크와 회로에 광범위한 영향을 미치고, 염색체의 후성유전학적 상태에도 영향을 미치는 조절 단백질(전사인자, transcription factors)에 존재한다.

.붉은빵곰팡이(Neurospora crassa)의 필라멘트. <Image credit: Roland Gromes, CC BY-SA 3.0>


생체시계(circadian clock) 시스템은 낮과 밤의 24시간 주기 동안, 세포, 기관들, 전체 유기체를 동시성 상태로 유지하는 역할을 한다.[6, 7] 다세포 진핵생물에서 코딩 영역의 가변-길이(variable-length) 직렬반복은 생체시계의 미세 조정 메커니즘으로 작용하는 것으로 나타났다.[3]

단백질은 아미노산들의 사슬이다. 균류인 붉은빵곰팡이(Neurospora crassa)에서, White Collar-1(WC-1)이라는 전사인자를 암호화하는 유전자는 WC-1 단백질에 글루타민 아미노산의 반복적 서열을 암호화하는 직렬반복 경로를 갖고 있다. 직렬반복 경로의 길이 가변성은 미세 조정된 손잡이와 같은 역할을 한다. 직렬반복 경로의 개체군 가변성 덕분에 균류는 빛 주기와 온도라는 환경적 요인에 따라 생체시계를 빠르게 조절할 수 있다.

초파리(fruit fly)에서 per(period) 유전자는 트레오닌과 글리신이라는 두 아미노산의 반복 서열을 암호화하는 6개의 염기로 구성된 반복 서열을 갖고 있다. 초파리 개체군에서 가장 흔한 두 가지 직렬반복 길이-변이체는 17개 또는 20개의 반복 서열을 갖고 있다. 17개 반복 서열의 직렬반복은 초파리가 추운 온도에서 생체시계를 조절할 수 있도록 하는 반면, 20개 반복 서열의 직렬반복은 따뜻한 온도에서 생체시계를 조절할 수 있도록 한다.

최근 연구에 따르면, 두 가지 서로 다른 유전자(CLOCK과 BMAL1)의 시토신-아데닌-구아닌 (cytosine-adenine-guanine)의 직렬반복으로부터 유래된, 조절 단백질에서의 폴리글루타민 반복(polyglutamine repeats)은 원양의 바닷새(pelagic seabirds)의 여러 종들의 생체시계 조절에 도움이 된다는 것이 밝혀졌다. 이는 위도(latitude)에 따른 미세 조정된 지역적 적응을 가능하게 하고, 번식 시기를 조절하는 데 도움이 된다.[8]


조절 염기서열에서 비-무작위적 적응의 직렬반복

유전자 발현을 조절하는 유전자의 프로모터 외에도, 증폭자(enhancer)라 불리는 또 다른 중요한 유전자 조절 서열이 있다. 증폭자는 유전자로부터 수백 개의 염기나 멀리 떨어진 곳에 있을 수도 있고, 심지어 유전자 내부에 내장되어 있을 수도 있다. 프로모터와 증폭자는 모두 전사인자(transcription factors)라고 불리는 DNA 결합 단백질에 의해 활성화되는데, 이 단백질은 그 안의 특정 표적 서열에 결합한다. 이러한 타입의 조절 서열에서, 직렬반복은 다양한 생물학적 과정에서 중요한 역할을 하며, 기능적 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.[9] 프로모터와 증폭자 내의 어떤 직렬반복은 전사인자의 결합 부위 역할을 하여 유전자 발현을 조절한다.

유전자의 프로모터에서 직렬반복이 발생할 경우, 반복 길이의 가변성은 적응성과 관련된 다양한 형질과 연관되어있다. 중요한 양식 어류인 틸라피아(tilapia)에서는 삼투압 조절 유전자인 PRL1의 프로모터에서 CA의 가변적인 반복 서열이 발견되었다.[3] 이러한 직렬반복 변이는 수질 염도에 대한 다양한 적응성을 부여한다. 이러한 변이는 어류의 크기와도 관련이 있다.

.나일 틸라피아(Nile tilapia). <Image credit: Germano Roberto Schuur, CC BY-SA 4.0>


식물에서 직렬반복에 기반한 적응

식물은 토양에 고정되어 있어(고착성), 환경적 문제가 적은 더 유리한 장소로 이동하여 자랄 수 없다. 따라서 식물은 심어진 곳에서 번성하기 위해 강력한 적응 시스템에 크게 의존하며, 유전체 내 직렬반복을 적응을 위해 활용하고 있다.

최근에 잡초 식물인 애기장대(Arabidopsis)에 대한 연구에서, 연구자들은 유전체에서 많은 직렬반복을 분석하여, 유전자 근처에 모여 있는 직렬반복이 발달, 스트레스 반응, 식물 호르몬 경로에 관여한다는 것을 밝혀냈다.[10] 또한 이 데이터는 직렬반복이 유전자에 가까울수록 해당 유전자의 발현에 영향을 미칠 가능성이 높다는 것을 보여주었다.

.애기장대(Arabidopsis) 묘목. <Image credit: BigStock | kovalvs>


놀라운 발견은 위에서 논의한 바와 같이 반복되는 아미노산을 암호화하는 단백질 암호화 서열의 직렬반복 부위가 유전자 발현에도 영향을 미친다는 것이다. 특히 한 단백질의 경우, 단백질 암호화 영역의 직렬반복 변이가 유전자 프로모터 내 전사인자의 결합에도 변이를 유발한다는 것이 실험적으로 입증되었다. 또한, 직렬반복 변이는 뿌리 형태, 생물학적 스트레스, 비생물학적 스트레스, 식물 세포면역 수용체를 포함한, 다양한 적응 형질과 관련이 있는 것으로 밝혀졌다.

.시베리아 완두콩나무(Siberian Peashrub)인 카라가나(Caragana arborescens). <Image credit: Jonathan Teller-Elsberg, CC BY-SA 3.0>


최근 또 다른 연구는 시베리아 완두콩나무인 카라가나(Caragana, 골담초)를 대상으로 수행되었는데, 이 식물은 시베리아와 중국 전역의 혹독한 환경에 대한 뛰어난 적응력으로 널리 알려져 있다.[11] 카라가나 식물은 매우 독특한 지리적 분포 패턴을 갖고 있으며, 이는 식물 형태, 생리학, 생화학 분야에서 다양한 적응 형질 변이를 반영한다. 이처럼 놀라운 선천적 생물학적 다양성 덕분에 카라가나는 적응 형질 변이가 적응에 어떤 역할을 하는지 연구하기에 이상적인 식물이다.

이 특정 연구에서 연구자들은 다수의 유전자에서 코딩 영역과 비코딩 영역 모두에서 가변적인 직렬반복을 확인했다. 전사체(세포에 존재하는 모든 RNA 전사체의 집합)를 이용하여, 중국 내 다양한 지역에 분포하는 12종의 카라가나(Caragana) 종에 대한 전체 유전체의 유전자 발현을 분석한 결과, 기후, 고도, 토양 조건(염도 및 수분 이용률)과 관련된 기능적 특성들과 상당히 연관되어 있는, 활성 유전자들과 연결된 직렬반복 변이에 대한 대규모 데이터베이스가 구축되었다.

구체적인 결론은 264개의 유전자 기반 직렬반복의 변이(variation)가 해당 유전자의 발현을 유의미하게 조절한다는 것이었다. 또한 2424개의 직렬반복은 카라가나 종들 사이에서 다양한 발현을 보이는 유전자에 위치했다. 통계적으로 이러한 유전자의 발현은 다양한 서식지에서 19가지의 서로 다른 환경적 적응 및 16가지의 서로 다른 기능적 특성들과 상관관계가 있었다.


결론

지난 수십 년 동안 직렬반복은 목적이 없는 비기능적 DNA, 소위 "정크 DNA"로 간주됐었다.[12] 처음에는 여러 가변-길이 직렬반복이 일부 유전적 인간 질병과 관련이 있는 것으로 밝혀졌지만, 이 글에서 논의된 광범위한 새로운 연구들은 직렬반복이 동물과 식물의 적응에 관여하는 유전체의 중요한 설계적 특성임을 보여주고 있다.

직렬반복은 진화 과정에서 남겨진 정크(쓰레기) DNA가 아니었고, 무작위적 수단이나 자연적 과정으로는 결코 생겨날 수 없는, 정확한 기능과 고도로 정교한 공학적 구조임을 보여주고 있다. 다시 한번, 이처럼 특이하고 고도로 복잡한 유전적 메커니즘은 전지전능하신 창조주이신 예수 그리스도를 가리키는 것이다.


References

1. Gemayel, Ρ. et al. 2012. Beyond Junk-Variable Tandem Repeats as Facilitators of Rapid Evolution of Regulatory and Coding Sequences. Genes. 3 (3): 461–480.

2. For more information on meiosis and recombination, see Tomkins, J. P. 2024. Genetic Recombination: A Regulated and Designed Chromosomal System. Acts & Facts. 53 (4): 16–19.

3. Gemayel, Ρ. et al. 2010. Variable Tandem Repeats Accelerate Evolution of Coding and Regulatory Sequences. Annual Reviews of Genetics. 44: 445–477.

4. Tomkins, J. P. 2012. The Irreducibly Complex Genome: Designed from the Beginning. Acts & Facts. 41 (3): 6.

5. Tomkins, J. P. 2014. Gene Complexity Eludes a Simple Definition. Acts & Facts. 43 (6): 9.

6. Tomkins, J. P. 2016. Circadian Clocks, Genes, and Rhythm. Acts & Facts. 45 (7): 14.

7. Tomkins, J. P. A Time for Everything – Your Body’s Internal Clock. Answers Magazine. Posted on answersingenesis.org August 25, 2018.

8. Nirchard, K. et al. 2023. Circadian Gene Variation in Relation to Breeding Season and Latitude in Allochronic Populations of Two Pelagic Seabird Species Complexes. Scientific Reports. 13 (1).

9. Liao, X. et al. 2023. Repetitive DNA Sequence Detection and Its Role in the Human Genome. Communications Biology. 6 (1), article 954.

10. Reinar, W. B. et al. 2021. Length Variation in Short Tandem Repeats Affects Gene Expression in Natural Populations of Arabidopsis thaliana. Plant Cell. 33 (7): 2221–2234.

11. Wanf, Q. et. al. 2024. The Potential Role of Genic-SSRs in Driving Ecological Adaptation Diversity in Caragana Plants. International Journal of Molecular Sciences. 25 (4).

12. Tomkins, J. P. Human Genome 20th Anniversary…Junk DNA Hits the Trash. Creation Science Update. Posted on ICR.org April 12, 2021.

*Dr. Tomkins is a research scientist at the Institute for Creation Research and earned his Ph.D. in genetics from Clemson University.

Cite this article: Jeffrey P. Tomkins, Ph.D. 2025. Genomic Tandem Repeats: Where Repetition Is Purposely Adaptive. Acts & Facts. 54 (3), 14-17.


*참조 : ▶ 정크 DNA

https://creation.kr/Topic401/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6762336&t=board

▶ DNA의 초고도 복잡성

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▶ DNA와 RNA가 우연히?

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▶ 유전정보가 우연히?

https://creation.kr/Topic101/?idx=6405597&bmode=view

▶ 단백질과 효소들이 모두 우연히?

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▶ 자연발생이 불가능한 이유

https://creation.kr/Topic401/?idx=6777690&bmode=view

▶ 유전학, 유전체 분석

https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6487983&t=board


출처 : ICR, 2025. 4. 30.

주소 : https://www.icr.org/article/genomic-tandem-repeats-where-repetition/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2025-04-24

시안화물에서 발견된 생물학적 기능

(Biological Function Found in Cyanide)

by Jerry Bergman, PhD


시안화물은 독이라는 통념이 반박되었다. 그것은 (미량으로) 필수 화합물임이 밝혀졌다.


   어떤 증거가 제시되든 여전히 존재하는 한 가지 통념은 일부 화학물질은 양과 관계없이 독성이 있다는 것이다. 반대로, 일부 화학물질은 극한의 농도를 제외하고는 안전하다는 것이다. 실제로 스위스의 의사이자 화학자인 파라켈수스(Paracelsus, 1493-1541)가 정확히 지적했듯이, ‘용량이 독을 만든다(the dose is the poison)’. 다시 말해, 모든 화학물질은 소량으로는 안전하지만, 다량으로는 위험하다는 것이다.


미량의 비소

이 사실은 300년 전에 일어난 한 사건을 통해 밝혀졌다. 이 사건은 결혼식으로 시작되었다. 결혼식은 공동체 행사였다. 신부는 아름다웠고 신랑은 잘 생겼다. 결혼식 후 얼마 지나지 않아 신랑의 불륜에 대한 소문이 퍼졌다. 그리고 곧 그는 중독으로 사망했다. 검진 결과 그의 몸에서 다량의 금속 비소(arsenic)가 검출되었다. 신부는 무죄를 주장했지만, 배심원단은 유죄로 판단했고, 결국 그녀는 살인 혐의로 종신형을 선고받았다. 그녀는 임종 직전에 남편을 독살했음을 시인했지만, 비소가 아닌 스트리크닌(strychnine)을 사용했다고 말했다.

비슷한 경험들을 통해 의료진은 결국 매우 건강한 많은 사람들의 체내에 측정 가능한 양의 비소가 있다는 것을 깨달았다. 이후 의학계는 대규모 표본들을 조사하여 이 문제를 연구했고, 전 세계 인구의 상당수가 체내에 측정 가능한 양의 비소를 갖고 있다는 사실을 발견했다.[1] 지난 세기 동안 비소와 같은 독극물은 체내에서 아무런 기능을 하지 않는다는 믿음이 널리 퍼져 있었다. 신체에 해를 끼치는 위험한 독소가 인체에 유익한 기능을 하지 않을 것이라고 가정하는 것은 논리적으로 보였다. 그러나 이러한 결론은 틀렸다는 것이 증명되었다. 이제 연구들을 통해 특정 식물과 동물에서 비소가 중요한 용도를 갖고 있다는 것이 입증되었다.[2]


체내에서 화학물질의 기능을 어떻게 결정할까?

비소 화합물의 기능을 실험적으로 결정하는 것은 어렵다. 비소는 우리가 먹고 마시는 모든 것에 소량으로 존재한다는 사실을 고려하면 특히 문제가 된다. 분자의 기능을 알아내는 주요 방법은 몸에서 화합물을 제거했을 때, 어떤 영향이 나타나는지를 확인하는 것이다. 더욱이 사람에게는 매우 적은 양만 필요하기 때문에, 분자를 완전히 제거하는 것은 어렵다. 체내에서 소량만 필요한 원소나 화합물의 기능을 결정하는 데 사용되는 일반적인 방법은 피험자를 모집한 다음, 해당 원소나 화합물이 포함되지 않은 식단을 먹이는 것이다. 그런 다음, 신중한 건강 검진을 통해 결핍의 영향을 확인하는 것이다. 이러한 조사는 지난 세기의 통념과는 달리, 위험한 독극물로 여겨진 시안화물(cyanide)이 인체 건강에 중요한 역할을 한다는 새로운 발견을 하게 하였다.


독으로서 시안화물

시안화물은 매우 독성이 강한 화학물질로 소량으로도 치명적이다. 인체 치사량은 체중 1kg당 0.5~1.5mg이다. 시안화물은 섭취, 흡입, 또는 피부를 통해 체내에 흡수될 수 있다. 일반적으로 몇 분 이내에 두통, 현기증, 메스꺼움, 구토, 발작, 혼수상태, 사망 등의 증상이 나타난다.

시안화물은 시토크롬 C 산화효소(Cytochrome C Oxidase)에 결합하여 세포 호흡을 억제한다. 그 결과 세포가 산소를 사용하지 못하게 되어, 조직 손상과 사망을 초래한다. 시안화물은 전쟁, 대량학살, 자살 등에 독극물로서 사용되어 왔다. 그리고 수 세기 동안 시안화물은 인간에게 아무런 유익한 기능을 하지 않는다고 여겨져 왔다.[3]


새로운 연구는 시안화물에 대한 수십 년간의 믿음을 뒤집었다.

시안화물이 인간에게 아무런 유용한 기능을 하지 않는다는 주장은 이제 반박되었다. 카림 주라(Karim Zuhra) 외 연구자들이 Nature Metabolism 지에 발표한 국제적 연구에서 7개국 12개 대학 연구팀은 시안화물에 대한 기존의 세계적 합의를 뒤집었다.[4]

연구자들은 시안화물이 정상적 세포 기능에 중요한 역할을 한다는 것을 발견했다. 인간 세포는 실제로 시안화물을, 특히 시안화수소(hydrogen cyanide)를 만든다. 시안화수소의 특별한 기능은 중요한 신호전달 분자라는 것이다. [5] 이 발견은 시안화수소가 쥐와 인간 모두의 간과 혈류를 포함하여 대부분의 세포들과 생물체 전체에 존재한다는 관찰 결과에서 비롯되었다.

연구자들은 시안화물이 자연적으로 생성됨을 입증했으며, 이는 시안화물이 기본적 생리과정에 중요한 역할을 한다는 증거인 것이다. 주흐라(Zuhra) 등의 연구자들이 수행한 실험은 시안화수소가 뇌졸중이나 심장마비와 같은 산소결핍 상황에서 세포 생존을 향상시킬 수 있음을 입증했다. 이러한 이유로 시안화물은 뇌졸중과 같은 질환에 대한 신체의 보호 기전에 중요한 역할을 하고 있었다.

시안화물은 일부 박테리아, 곰팡이, 조류(algae), 심지어 특정 식물에서도 자연적으로 생성되기 때문에, 이 발견은 그리 놀라운 일이 아니다. 또한 주흐라 등은 아미노산 글리신(glycine)이 간세포에서 시안화물 생성을 촉진한다는 사실을 발견했다.

이 연구가 제기한 질문은 "왜 체내에서 생성되는 시안화물이 인체에 독이 되지 않는가?"이었다. 그 이유는 로다네제(rhodanese) 효소가 시안화수소를 티오시안산염(thiocyanates)으로 빠르게 전환하기 때문이다. 티오시안산염은 체내에서 효과적으로 배출되는 무독성 염이다.[6]

.시안화물 이온의 화학 구조. 삼중결합이 탄소와 질소를 연결하고 있다는 점에 유의하라. 분자 전체는 음이온(음전하)을 띤 이온이다.


‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성’의 또 하나의 사례

연구자들의 이번 발견은 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducible complexity, 환원 불가능한 복잡성)’의 또 하나의 사례인 것이다. 인체를 죽이지 않고, 기본 생리적 세포 과정에서 시안화물이 역할을 다하려면, 시안화물과 로다네제를 모두 생성해야 한다. 로다네제가 없다면 시안화물 축적으로 인해 인체는 사망할 것이다. 따라서 이것들은 하나씩 하나씩 점진적으로 생겨날 수 없고, 두 물질이 동시에 같이 존재해야 하며, 인체 내에서 하나의 시스템으로 존재해야 한다.

이 연구는 파라켈수스가 1500년대에 공식화한 원리를 입증하는 또 하나의 사례가 되고 있다. 왜냐하면 이 발견은 시안화물이 독으로 작용하는지, 아니면 유익한 효과를 갖는지는 용량에 따라 결정된다는 그의 결론을 뒷받침하기 때문이다.[7] 또한 인체에 대한 우리의 이해가 깊어짐에 따라, 주흐라 등이 발견한 시안화물-로다네제 같은 시스템은 생명체의 복잡성을 또 다시 보여주고 있는 것이다. 


References

[1] Forney, Robert. 1998. Class notes Medical Toxicology. Toledo: Medical College of Ohio.

[2] Biologic Effects of Arsenic on Plants and Animals. Washington (DC): National Academies Press (US); 1977. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK231025/

[3] Graham, Jeremy. “Cyanide toxicity,” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK507796/2023.

[4] Zuhra, Karim, et al., “Regulation of mammalian cellular metabolism by endogenous cyanide production,” Nature Metabolism 7:531-555.

[5] Zuhra, et al., 2025.

[6] Zuhra, et al., 2025

[7] DeHaven, Addison, “Cyanide plays a major role in the human body, study reveals,” https://medicalxpress.com/news/2025-03-cyanide-plays-major-role-human.html, 27 March 2025.


*참조 : ▶ 한 요소도 제거 불가능한 복잡성

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▶ 생물 독

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▶ 병원균과 질병

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▶ 단백질과 효소들이 모두 우연히?

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▶ 생명체의 초고도 복잡성

https://creation.kr/Topic101/?idx=6405658&bmode=view


출처 : CEH, 2025. 4. 10.

주소 : https://crev.info/2025/04/biological-function-found-in-cyanide/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2025-04-06

호기성호흡과 혐기성호흡을 동시에 수행하는 

온천에 사는 박테리아

(Aerobic and Anaerobic Hot Spring Bacteria)

by Frank Sherwin, D.SC. (HON.)


     하나님은 혹독한 극한의 환경에서도 살아갈 수 있는 고세균(Archaea)이라는 원핵생물을 설계하셨다. 1969년 두 명의 미생물학자 토마스 브록(Thomas Brock)과 허드슨 프리즈(Hudson Freeze)는 옐로스톤 국립공원의 한 온천(hot spring)에서 내열성 박테리아(heat-resistant bacterium)를 발견했다. 이 호열성 박테리아의 이름은 테르무스 아쿠아티쿠스(Thermus aquaticus)였다. 생화학자 앨리스 치엔(Alice Chien)과 다른 사람들은 이 박테리아로부터 Taq 중합효소(Taq polymerase)라는 DNA 중합효소를 분리하였다. 후에 이 효소는 표적 DNA 영역을 증폭(복사)하는 중합효소 연쇄 반응에 사용됐다.


호열성 박테리아(thermophiles, 호열균)의 흥미로운 부분은 극도의 열에도 저항할 수 있게 하는 독특한 해부학적 구조이다. 예를 들어, 다른 박테리아와 달리 호열성 박테리아는 지방질 아실 에스터 지질(fatty acyl ester lipids)로 구성된 원형질막(또는 세포막)을 갖고 있다. 세포 내에는 매우 높은 온도에서 효율적으로 작동하도록 설계된 극한효소(extremozymes)라는 특수 내열성 효소가 있다. 세포 내부의 다른 단백질들은 감소된 표면 고리(surface loops)와, 놀랍게도 뜨거운 환경에서 구조를 안정화시키는 약한 결합(weak bonds)을 갖고 있다.


수십 년 동안 극한환경 미생물(extremophile)이라는 이름을 가진 이 그룹에 대한 많은 연구들이 이루어져왔다.[1, 2] 최근 몬태나 주립대학의 생물학자들은 옐로스톤의 온천에서 살아가는 새로운 박테리아의 발견을 발표했다.[3] 리사 켈러(Lisa Keller)와 다른 두 명의 연구자들은 호열균의 일종인 산수균류(Aquificales)를 찾아내고, 산소, 수소, 황을 사용하여 이 샘플을 실험했다. 놀랍게도 연구자들은 산소를 필요로 하는 호기성호흡(aerobic respiration, 산소호흡)과 혐기성호흡(anaerobic respiration, 무산소호흡)을 동시에 발견했다. 코튼(Cotton)은 보고했다. "세포는 각각 호기성호흡과 혐기성호흡을 통해, 산소로 호흡을 하거나, 산소가 아닌 대안적인 것으로 호흡을 한다. 그러나 두 가지를 동시에 하는 것은 알려져 있지 않았다. 적어도 그것이 일반적인 생각이었다."[4]


사람(그리고 동물)의 근육 세포(muscle cells)는 혈관을 통해 산소를 공급받음으로써 정상적으로 근육 수축 작용을 한다. 그러나 개인의 상태가 좋지 않아, 근육에 혈액 공급이 적절하지 못하거나, 격렬한 운동으로 빠르게 수축하는 조직에서는 산소가 도달하지 못한다. 하지만 이 경우에 하나님은 산소 결핍으로 인해 근육 세포가 죽어가는 대신에, 에너지(ATP)와 젖산(lactic acid)을 형성하는 혐기성 호흡으로 근육이 전환될 수 있도록 설계하셨다. 격렬한 운동 후에 24시간 정도 통증과 뻣뻣함이 유발되는 것은 바로 이 젖산 때문이다. 즉, 근육은 호기성 대사와 혐기성 대사 사이를 전환할 수 있도록 설계되었다.


과학자들은 호열균이 혐기성호흡과 호기성호흡을 수행할 수 있다는 것을 알고 있었지만, 연구자들은 산수균류가 동시에 두 가지 대사를 함께 수행할 수 있다는 사실을 발견했다 : "박테리아가 황화물을 생성하는(혐기성 과정) 동안에도 산소를 사용하고 있었기 때문에, 두 가지 대사가 함께 일어나고 있었다"[4] 과학자들은 Nature 지에 "이러한 관찰은 호기성 대사와 혐기성 대사 사이의 엄격한 구분이 있다는 기존 패러다임에 도전하는 것이다"라고 쓰고 있었다.[3]

또한 그들은 연속환경추적(CET, continuous environmental tracking) 이론을[5] 뒷받침하는 한 가지를 언급했다 : "이 호기성의 S0-환원 대사(S0-reducing metabolism)는 산소 이용 가능성이 낮고 가변적인 환경에서 경쟁 우위를 제공할 것으로 제안되었다."[3] 다른 말로 하면, 산수균류 박테리아인 하이드로제노박터(Hydrogenobacter)는 저산소 환경으로 이동하여 그곳을 채울 수 있는 설계된 유전적 기계들이 내장되어 있다는 것이다. 

Phys.org 지에서 커튼(Cotton)은 이러한 독특한 박테리아에 대해 진화론적 설명을 하고 있었다.

옐로스톤 핫스프링스에서 발견되는 많은 생물체들은 산소가 없던 초기 지구의 생명체를 반영하는 고대 유기체이다.

이 연구의 결과는 약 28억 년 전에 시작된 지구의 점진적인 산소 공급에 고대 생명체가 어떻게 적응했는지에 대한 잠재적인 통찰력을 제공한다.[4]


이것은 관찰되지 않은 장구한 시간과 관련된 진화론적 추측이다. 켈러 등이 발견한 것은 "수소, 황 원소, 산소가 제공될 때, 호기성호흡과 혐기성호흡을 동시에 수행할 수 있는" 박테리아를 발견한 것일 뿐이다.[3] 하지만 이 발견이 20억5천만 년 전의 지구 환경을 밝혀낼 수 있다고 말하는 것은 순전히 추측인 것이다.


References

1. Thomas, B. Exploring Earth’s Extremes in a Futile Quest for Life in Space. Creation Science Update. Posted on ICR.org May 11, 2010.

2. Sherwin, F. ‘Incredible, Unique, and Truly Weird’ Yellowstone Microbes. Creation Science Update. Posted on ICR.org March 26, 2019.

3. Keller, L. et al. 2025. Simultaneous Aerobic and Anaerobic Respiration in Hot Spring Chemolithotrophic Bacteria. Nature. 16, article 1063.

4. Cotton, R. Simultaneous Aerobic and Anaerobic Respiration in a Yellowstone Thermophile Challenges Scientific Norms. Phys.org. Posted on phys.org March 7, 2025.

5. Guliuzza, R. and P. Gaskill. 2018. Continuous Environmental Tracking: An Engineering Framework to Understand Adaptation and Diversification. Proceedings of the International Conference on Creationism. 8: article 11, 158–184.

* Dr. Sherwin is a news writer at the Institute for Creation Research. He earned an M.A. in invertebrate zoology from the University of Northern Colorado and received an honorary doctorate of science from Pensacola Christian College.


*참조 : 놀랍고, 독특하고, 진정 기괴한 옐로스톤의 미생물

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식물에서 연속환경추적(CET)은 명확해지고 있다

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▶ 바이러스, 박테리아, 곰팡이, 원생생물

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▶ 병원균과 질병

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출처 : ICR, 2025. 3. 27.

주소 : https://www.icr.org/article/aerobic-and-anaerobic-hot-spring-bacteria/

번역 : 미디어위원회



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