LIBRARY

KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

ICR 에서의 지노믹스

ICR 에서의 지노믹스

(Genomics at ICR)


     2001년에, 엄청난 환호와 열광 가운데 완벽한 인간 게놈지도가 발표되었다.[1] 많은 사람들은 인간 유전정보(게놈, 지놈, genome)에 대한 지식을 통해 인간에 대하여 완벽하게 이해할 수 있을 것이라고 기대했다. 인간 게놈 외에도, 현재 침팬지를 포함한 25종류가 넘는 식물과 동물에 대해 완성된 혹은 초안의 게놈이 완료되어, 이들 모든 유기체들에 대한 완전한 ‘생명의 책’이 제공되었다.[2] 불행하게도, 과학자들은 단지 이러한 각각의 책의 적은 부분만을 이해하고 있다.
 
이러한 유기체의 게놈으로부터 ‘지노믹스(genomics)’이라고 불리는 새로운 과학 분야가 등장했다. 지노믹스란 수집된 수많은 DNA 염기서열 자료를 이해하고자 하는 학문이다. 인간 게놈에 대한 연구는 유전자의 숫자와 조직 및 전사의 산물(단백질)에 대해 많은 것을 밝혀줄 것이다. 과학자들은 이러한 정보를 통해 유전에 대한 많은 의문에 답할 수 있을 것이고, 많은 유전적 질병을 치료할 수 있게 될 것이다. 그러나 게놈은 우리자신에 대해 그 밖의 어떤 것들을 말해주고 있는가? 이것이 인류의 기원에 대해 어떤 새로운 정보를 제공해서, 동물계에서 사람을 독특하게 만드는 것이 무엇인지를 알 수 있게 할 것인가? 세상의 많은 과학자들은 인류의 기원과 모든 생명체의 기원에 대한 진화론적 가설을 뒷받침하는 데에 이러한 정보를 다양한 방식으로 사용해왔다. ICR(미국 창조과학회)에서도 또한, 인간이 동물과는 확연히 다르게 창조되었으며, 각 ‘종류(kind)’의 동물도 다른 ‘종류들’과는 명백하게 다르게 창조되었다는 성경적 입장을 뒷받침하는 과학적 증거를 제공하기 위해서 지노믹스란 분야를 연구하기 시작했다.


ICR에서 현재 실시되고 있는 연구 영역 중에 인간과 침팬지(학명: Pan troglodytes) 게놈에 대한 비교가 있다. 인간이 다른 ‘종류’의 피조물과는 달리 특별한 피조물(창세기 1:27)이라는 성경적 가르침은 원시적인 영장류에서 인간이 진화되었다는 진화론적 패러다임과는 상반된다. 진화론의 사고방식에 따라, 진화론자들은 침팬지가 현대인과 가장 가까운 관계이며, 둘 다 가상의 공통 조상으로부터 진화되었다고 주장하고 있다. 진화론자들은 공통 조상에 대한 증거로 특정한 화석 및 인간과 침팬지의 전반적인 유사성을 사용한다. 지난 30년에 걸쳐 (단백질 내 아미노산 서열을 포함한) 분자 단위의 자료가 축적됨에 따라, 이러한 진화론적 연관성이 확인된 것으로 보인다. 인간과 침팬지의 경우 게놈 내의 단백질 정보 염기서열 여럿이 98.5%의 염기서열 상동성(homology, 두 유기체 간에 일치하는 DNA 퍼센트)을 가지고 있는 것으로 보고되었다. 그러나, 이러한 염기서열의 유사성은 인간과 침팬지의 전체 게놈 중에서 작은 부분에만 기초를 둔 것이고, 또한, 전체의 유전자 내용물이 아니라, 세포의 단백질 내용물에 근거하여 인간과 침팬지의 생리적 유사성만을 반영한 것이다. 인간과 침팬지 게놈에 대해 자주 보고된 이러한 상동성은 염기서열 상동성이 ‘0’인 영역인 ‘삽입(insertions)과 삭제(deletions)’를 제외했다. 브리튼(Britten) 등에 의한 최근의 분석에서는, 인간과 침팬지 염기서열 내의 ‘삽입과 삭제’를 포함했더니 인간과 침팬지의 상동성이 95%로 감소되었다.[3] 그런데, 지노믹스 데이터베이스와 최근의 논문을 이용한 ICR의 예비 조사에서는, 가령 이질염색질(heterochromatin; 암호화되어 있지 않은 DNA가 압축되어 있는 부분)과 미정의 정렬 갭(unresolved alignment gaps)과 같은 더 많은 지노믹스 영역을 상동성 연구에 포함시켰을 때, 인간과 침팬지 사이의 염기서열 상동성이 90% 미만이 될 것으로 나타났다.


인간과 침팬지 게놈 사이의 두드러진 차이점이 과학 저널에 점점 더 많이 보고되고 있다. 이것에 대한 한 가지 예로, 인간 염색체 21번과 상동인 침팬지 염색체 22번 사이의 염색체 재배열을 확인하는 한 기사가 게놈 연구(Genome Research) 지에 보고되었다.[4] 32.4 Mb (1Mb = 1백만 개의 염기)의 인간염색체 21번으로 채워져 있는 많은 긴 영역의 인간 PCR 프리머(한 번에 10,000개의 염기를 배열하는데 사용되는 프리머)를 사용해서, 대략 27 Mb의 침팬지 염색체 22번을 성공적으로 차례로 배열했다. 그 결과, 침팬지 염색체 22번 내에서는 발견되지 않는 인간 염기서열이 5.4 Mb가 남았다. 침팬지 게놈 내에서 배열될 수 없었던 5.4 Mb의 DNA가 그에 대응하는 인간 염기서열과 70%의 상동성을 갖는다고 가정하여(정렬할 수 없는 염기서열에 대해 매우 관대한 값이다!), 이것을 27 Mb의 배열된 침팬지 DNA와 결합하게 되면(이 부분의 상동성이 95%라고 추정하는 위의 내용 참고), 인간 염색체 21번과 침팬지 염색체 22번에 대한 상동성이 90%가 나오게 된다. 만약 정렬할 수 없는 영역의 상동성이 70% 미만이라면, 인간 염색체 21번과 침팬지 염색체 22번의 상동성은 90% 미만으로까지 될 것이다. 염기서열의 상동성을 결정짓는 모든 요소를 고려하여, 인간과 침팬지 게놈 사이의 전체 염기서열 비교가 마침내 이루어진다면, 실제적인 DNA 염기서열 상동성의 정도는 분명히 거의 90% 미만이 될 것이다.


98.5% 대 90%라는 상동성이 뜻하는 것은 무엇인가? 만약 인간과 침팬지의 게놈이 10%나 다르다면, 인간과 침팬지가 공통 조상으로부터 진화되었다는 가능성은 제거된다. 만약 두 게놈 간의 차이가 10%라면, 그 때 DNA 염기서열 내의 차이가 나는 전체 수치는 대략 3억 개의 뉴클레오티드 염기(인간과 침팬지 내에 존재하는 30억 핵산의 10%)가 될 것이다. 그것은 인간과 침팬지 양쪽 내의 1억 5천만 염기가 최근의 공통조상으로부터 개체군 내에서 돌연변이를 일으켜 고착되었다는 것을 의미한다. 만약 인간과 침팬지의 가설적인 분화가 약 5백만 년 전에 일어났고, 인간의 한 세대가 약 20년(그리고 침팬지는 그보다 약간 짧다)이라고 주어진다면, 인간과 침팬지가 공통 조상으로부터 분화된 때로부터 250,000 세대가 지나갔다. 250,000 세대 내에 1억 5천만 개의 핵산이 변화되기 위해서는, 두 후손에서 각 세대마다 인간과 침팬지의 선조에 대한 각 개체군 내에서 600개의 유익한 돌연변이가 고착되어야만 할 것이다. 그러나 거의 모든 돌연변이는 중립적이어서 아무런 영향도 미치지 않으므로 선택적일 수 없거나, 혹은 해로운 것이어서 유기체의 개체군 내에 유전적 퇴보를 일으킨다. 소수의 유익한 돌연변이, 즉 박테리아 내의 항생제 저항성(antibiotic resistance)과 인간 내의 겸상적혈구보인자(sickle cell trait)와 같은 것들이 관찰된다고 주장되기도 한다. 그러나 이러한 돌연변이조차도 각 개체가 생존을 위한 최적의 상태로 되돌아가서 돌연변이가 없는 다른 개체와 경쟁하게 될 때는 해롭게 작용한다. 한 개체군 내의 어떤 돌연변이를 고착하는데 드는 높은 유전적 비용을 인정하면서, 진화론자인 J.B.S. 할데인(Haldane)은 자연선택을 통해 인간 내에서 단지 1,000 가지의 유익한 돌연변이를 고착시키는 데 6백만 년이 걸릴 것이라고 수학적으로 계산했다.[5] 만약 돌연변이 중 단지 1,000 가지만 이롭다면, 인간 계통 내에서 거의 모든 1억5천만 가지의 돌연변이들은 거의 다 약간 해롭거나 중립적일 것이다. 해로운 돌연변이는 게놈의 퇴화를 이끌어 멸종을 야기할 수도 있을 것이고, 중립적인 돌연변이는 아무런 변화도 일으키지 않을 것이다. 이것은 보다 더 적합한 피조물에 대해 어떤 ‘대도약적 전진(great leap forward)’을 이끌지는 않는다. 이 문제에 대해 타당한 진화론적 해결책이 전혀 없기 때문에, 이런 전반적인 상황을 ‘할데인의 딜레마(Haldane's dilemma)’라고 이름을 붙였다. 심지어 인간과 침팬지의 상동성 차이가 단지 98.5%라 할지라도, 여전히 지난 5백만 년 내에 양 개체군 내에서 250,000가지의 유익한 돌연변이가 고착되어야 한다. 이것은 할데인이 계산한 것(6백만년에 1,000가지) 보다 너무도 많은 엄청난 수치이다.


인간과 침팬지 사이의 차이점은 단순히 염기서열의 상동성 정도로만 결정될 수는 없다. 유전자의 조절(regulation) 또한 중요한 요소이다. 인간과 침팬지 내의 단백질 발현 차이(differential expression)가 뇌와 간(liver) 세포에서 확인되었다. 인간과 침팬지 양쪽의 뇌와 간 세포에서 발현된 538개의 단백질을 비교해 본 결과, 이들 단백질들 중에서 31%가 인간과 침팬지 사이의 발현 차이를 보여주었다.[6] 비교를 위해 두 종의 쥐(Mus musculusMus spretus)에 대해서도 마찬가지의 단백질 발현차이를 분석했는데, 차별적으로 발현된 단백질의 수치가 단지 7.5%의 차이를 보였다. 인간과 침팬지 사이의 차이가 이것보다 더 크다는 것은 그것들이 서로 구분된 두 ‘종류(kinds)’에 속하는 반면에, 같은 속(genus)으로 분류된 쥐들은 한 ‘종류’라는 입장을 뒷받침한다.


또한 인간과 침팬지 사이의 발현 단계에서 다르게 발현된 일부 단백질의 경우에는 10배 이상의 차이가 있기 때문에, 발현(expression)의 차이도 사소한 것이 아니다.[7] 뇌와 간 세포 내의 단백질 차이를 조절하는 유력한 후보자는 인간과 침팬지 안에 있는 유전 프로모터의 DNA 염기서열 간의 차이이다.[7] 이러한 차이는 각각의 단백질을 암호화하는 유전자의 발현에 필요한 DNA와 효소 사이의 결합 유사성에 영향을 미칠 것이다. 단백질의 발현 차이는 설계자가 인간과 침팬지의 일부 신체적 및 행동적 차이점을 구체화한 한 방식일 수도 있을 것이다.


명백히, 인간과 (침팬지를 포함한) 동물들의 진정한 차이점은 성경에 나와 있듯이, 인간은 하나님의 형상대로 창조되었다는 것이다. 인간과 창조주와의 관계는 인간이 행동하는 방식에 커다란 영향을 미치며, 궁극적으로 인간을 동물계와 구분 짓는 명백한 특징이다. ICR에서의 지노믹스 연구는, 인간이 다른 피조물로부터 진화될 수 없다는 유전적 특징을 사람이 가지고 있음을 보여주면서 이러한 사실을 뒷받침하고자 한다.


이 기사는 ICR에서의 지노믹스 연구의 시작을 나타낸다. 우리는 현재 인간과 침팬지 상동성 연구 외에도 지노믹스와 관련된 많은 연구 프로젝트들을 수행하고 있다. 일부 우리가 제안한 프로젝트에는 다음과 같은 목적을 가진 미토콘드리아의 DNA 배열을 포함할 것이다.

1) 인간 내의 돌연변이율 측정 (Measuring mutation rates in humans.)
2) 분자시계의 타당성 결정 (Determining the validity of molecular clocks.)
3) 모든 인간의 관련성을 보여주는 미토콘드리아 이브 가설에 대한 상세한 논술
 (Refining the mitochondrial Eve hypothesis showing the relatedness of all humans.)
4) 창조된 종류에 대한 서술 (Delineating the created kinds.)


우리는 또한 컴퓨터 모델을 사용하여, 진화론의 유전학적 이론이 더 가능성이 있는지, 문자 그대로 아담과 이브로부터 오늘날의 개체군이 출현한 것이 실제로 더 가능성 있는지에 대한 연구를 수행할 것이다.



References:


1. Venter, J. C., et al., 2001. The sequence of the human genome. Science291:1304-1351.
2. Genome sequences can be found at www.ncbi.nlm.nih.gov/mapview/
3. Britten, R. J., 2002. Divergence between samples of chimpanzee and human DNA sequences is 5%, counting indels. Proceedings of the National Academy of Science 99(21):13633-13635.
4. Frazer, K. A., et al., 2003. Genomic DNA insertions and deletions occur frequently between humans and nonhuman primates: Genome Research 13:341-346.
5. Haldane, J. B. S., 1957. The cost of natural selection. Journal of Genetics 55:511-524.
6. Enard, W., et al., 2002. Intra- and interspecific variation in primate gene expression patterns. Science 296:340-343.
7. Watanabe, H., et al., 2004. DNA sequence and comparative analysis of chimpanzee chromosome 22. Nature 429:382-388.


*Dr. Daniel Criswell has a Ph.D. in molecular biology and is a biology professor at the ICR Graduate School.


*참조 : 1. 사람과 침팬지의 DNA 유사성이 98% 이상인가? 그렇지 않다
http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=2065

2. 인간 유전체 : 창조론자의 견해
http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=650

3. 창조과학자의 입장에서 본 인간지놈 해독의 의미
http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=1340



번역 - 길소희

링크 - http://www.icr.org/index.php?module=articles&action=view&ID=2324

출처 - ICR, Impact No. 385, 2005

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=2801

참고 :



서울특별시 종로구 창경궁로26길 28-3

대표전화 02-419-6465  /  팩스 02-451-0130  /  desk@creation.kr

고유번호 : 219-82-00916             Copyright ⓒ 한국창조과학회

상호명 : (주)창조과학미디어  /  대표자 : 박영민

사업자번호 : 120-87-70892

통신판매업신고 : 제 2018-서울중구-0764 호

주소 : 서울특별시 종로구 창경궁로26길 28-5

대표전화 : 02-419-6484

개인정보책임자 : 김광