박테리아의 편모는 많은 모터들로 이루어져 있었다 : 더욱 복잡한 것으로 밝혀진 지적설계의 상징물

미디어위원회

2020-12-10

박테리아의 편모는 많은 모터들로 이루어져 있었다.

: 더욱 복잡한 것으로 밝혀진 지적설계의 상징물

(Flagellar Motor Is Actually Many Motors)

David F. Coppedge

지적설계의 상징물인 박테리아 편모(bacterial flagellum)의 새로운 모델은 설계의 복잡성을 더욱 증가시키고 있었다.

리하이 대학의 마이클 베히(Michael Behe) 박사는 1996년에 그의 책 ‘다윈의 블랙박스(Darwin ’s Black Box)‘에서 박테리아 편모의 경이로움을 대중들에게 소개했다. 당시 과학자들은 분자 모터의 다소 흐릿한 전자현미경 사진에서, 박테리아가 헤엄칠 수 있도록 해주는, 길고 실 모양의 편모를 돌리는 고정자(stator)와 회전자(rotor)를 식별할 수 있었다. 일러스트라 메디아(Illustra Media)는 이 주제를 중심으로 지적설계를 다룬 영상물인 ’생명의 신비를 열다(Unlocking the Mystery of Life)‘를 만들었다.

.일부 박테리아에 존재하는 놀라운 기계인 편모(Illustra Media).

시간이 흐르고, 그 사이에 많은 사실들이 더 밝혀졌다. 생화학자들은 박테리아의 편모가 이온 원동력(H+ 또는 Na+)에 의해 구동된다는 것을 알고 있었지만, 회전자와 고정자가 어떻게 상호작용하여 회전을 생성하는지는 미스터리였다.

이제 코펜하겐 대학(University of Copenhagen)의 과학자들은 회전 메커니즘에 대한 새로운 모델을 이해하게 되었다. 유명한 분자기계는 회전축에 회전자가 하나만 있는 것이 아니었다. 메인 로터를 둘러싼 여러 회전자들이 있어서 회전하고 있었다.

놀랍게도 연구팀은 고정자 장치 자체가 실제로 하나의 작은 회전 모터라는 것을 보여주었다. 이 작은 모터는 큰 모터에 동력을 공급하여, 실(편모)을 회전시켜, 박테리아를 움직이게 한다. 이 결과는 고정자 장치의 메커니즘에 대한 기존 이론과 모순되며, 이 새로운 지식은 박테리아 기반 질병과의 싸움에 유용할 수 있다.

MotA라 이름 붙여진 이 작은 모터는 세포막에 고정되어 있는 구성 요소(MotB)에서, 그들 자신의 축을 회전한다. 그 기사의 모형 그림은 이러한 하위 단위의 구성을 아름답게 보여준다.

“모터는 MotA와 MotB라는 두 가지 단백질로 구성되어 있다. MotB 단백질은 세포벽에 고정되어 있으며, MotA 단백질에 의해서 둘러싸여 있고, 이온 동력의 분산으로 MotB 주위를 회전한다. MotA의 회전은 차례로 커다란 박테리아 모터의 회전에 동력을 제공한다”라고 니콜라스 테일러(Nicholas Taylor)는 말한다.

모터가 이런 식으로 구성되어 있다면, 박테리아는 어떤 이점을 얻을 수 있을까?

“또한 우리 모델은 고정자 유닛이 박테리아 편모 모터를 양방향으로 회전할 수 있도록 해준다는 것을 보여준다. 이는 박테리아가 방향을 바꾸어서 헤엄치는 데에 매우 중요하다. 방향을 바꾸지 않으면, 박테리아는 한 방향으로만 똑바로 헤엄칠 수 있을 것이다.”

이 기사는 고정자 주위에 몇 개의 MotA+B 서브유닛이 배열되어 있는지에 대해서는 언급하지 않고 있었지만, 그 효능의 증거는 성능을 보면 되는데, 일부 편모는 100,000rpm 이상으로 회전할 수 있다. ’생명의 신비를 열다‘ 영상물의 제드 마코스코(Jed Macosco)에 따르면, 박테리아는 1/4 회전으로 정지할 수 있고, 반대 방향으로 100,000 rpm으로 회전할 수 있다는 것이다. Evolution News(2020. 12. 1)의 관련 기사를 참조하라.

Cell(14 Sept, 2020) 지의 산티베리(Santiveri et al.) 등의 논문 "박테리아 편모 모터의 고정자 유닛의 구조 및 기능"을 보면 추가 그림들을 볼 수 있다.

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이것이 박테리아 편모의 구동 비밀이라면, 보는 것도 경이롭지만, 진화론은 더 큰 도전에 직면하게 된다. 이것들이 모두 우연히 생겨났는가? 이제 단일 모터 대신에, 고정자 주위에 적절하게 구성, 조립, 배열되어 있는 여러 개의 모터들이 발견되었다. 그에 따라 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducible complexity, 환원 불가능한 복잡성)은 더욱 복잡해지게 되었다.

또한 그 모터들은 거의 동시에 모두 한꺼번에 작동되고, 한꺼번에 반대로 회전할 수 있도록 조절되어야 한다. 이러한 일이 분자 수준에서 작동된다는 것은 정말로 놀라운 일이다. 지적설계 이론은 생물학적 설계를 더 자세히 들여다볼수록, 더 많은 설계들이 발견될 것을 예측한다. 지적설계의 한 상징물이었던 박테리아의 편모에서 이것은 24년 동안 사실이었다.

베히(Behe)는 새로운 책 ‘다윈을 위한 쥐덫(A Mousetrap for Darwin)’을 출간했다.(Evolution News. 2020. 11. 17). 이 책은 진화론자들이 진화론으로 박테리아 편모를 설명하려는 시도를 포함하여, 지적설계에 관한 그의 책에 대한 비판에 관한 답변을 모아 놓은 책이다.