후성유전체 연구는 세포에서 교향악단을 발견했다.
(Epigenome Project Finds Symphony in Cells)
David F. Coppedge
모든 세포들이 동일한 유전체(genome)를 가지고 있다면, 왜 그들은 다르게 보이고 다르게 행동하는 것일까? 후성유전체(epigenome)는 교향악단의 각 파트들을 지휘하고 있었다.
Nature 지의 특별 이슈는 후성유전체에 관한 것이었다. ENCODE 프로젝트(많은 유전자들이 어떻게 발현되는지를 이해하고자 했던 이전의 노력)를 수행하여 그 결과를 보고했던, 미국 국립보건원(National Institutes of Health, NIH)은 이제 REC(Roadmap Epigenomics Consortium) 프로젝트에 착수했다. Nature 지의 이번 이슈는 111명에 대해 이루어진 후성유전체 연구에 기초한 그 첫 번째 발견들이었다. REC 프로젝트는 유전자들의 스위치를 켜고 끄는 것이 무엇인지, 즉 유전자들의 행동을 제어하고 있는 것이 무엇인지를 이해하고자 하는 연구이다.
각 세포들은 인간 유전체에 들어있는 22,000개의 유전자들 중 절반 정도만을 발현시킨다. 다른 유전자들은 유전자들을 증폭시키거나 억제시킬 수 있는 (유전자 너머에 있는) '후성유전적 인자(epigenetic factors)'들에 의해서 조절된다. 이들 인자들에는 DNA가 감겨져 포장되는 히스톤 단백질(histone proteins) 위에 메틸 꼬리표(methyl tags), 아세틸 꼬리표(acetyl tags), 촉진자(promoters), 증강자(enhancers) 및 다른 과정들이 포함된다. PhysOrg(2015. 2. 18) 지는 연구 결과들을 요약 보도하고 있었다. Nature 지는 10개의 기사와 논문들을 게재하고 있었다 :
‣ 5명의 과학자들이 다른 견해를 제시하고 있는, 후성유전체학(epigenomics)의 의미에 대한 개관과 포럼(overview and forum).
‣ 유전 및 질병을 이해하기 위한, 떠오르고 있는 후성유전학의 미래적 전망에 대해 사설(editorial).
‣ 111명의 인간 유전체에 대한 통합적 분석(integrated analysis).
‣ 사람의 조직을 가로지르는 유전자 발현의 차이에 관한 논문(paper about differences in gene expression).
‣ 줄기세포 분화 동안에 염색질 구조가 어떻게 재편되는가(how chromatin architecture is reorganized)에 대한 논문.
‣ 배아 줄기세포 분화 동안 전사요소 결합 역학(transcription factor binding dynamics)에 관한 논문.
‣ 신경 네트워크 형태를 해부하기 위한 후성유전학적 영향(epigenetic footprinting)의 사용에 관한 글.
‣ 후성유전학이 암의 돌연변이적 상황(mutational landscape of cancer)을 정의하는 방법에 관한 글.
‣ 후성유전학과 알츠하이머 병에 관한 글.
엔코드(ENCODE) 프로젝트처럼, 이 컨소시엄에서 진화론은 거의 기여하지 못하고 있었다. 단지 3개의 논문만이 진화를 언급했는데, 그것도 1)진화적으로 보존된 요소, 또는 2)이 연구는 진화 과정에 빛을 비춰주기를 희망한다 라는 정도였다. 대부분의 논문들은 후성유전체학의 복잡성으로 인해 감명을 받고 있는 것처럼 보였다. ”연구자들이 말했던 것처럼, 이러한 연구들은 사소한 작업이 아니다.” 편집자는 말했다. 이 단계에서도 연구자들은 무엇을 질문(연구)해야 할지를 발견하려고 애쓰고 있었다.
이 이슈들 중에서 가장 흥미로운 것은 케리 스미스(Kerri Smith)의 ”후성유전체 : 당신의 세포에 있는 교향악단(Epigenome: The symphony in your cells)”이라는 글이다. 거기에는 베토벤의 5번 교향곡을 연주하고 있는 오케스트라 단원들의 연주 동영상을 포함하고 있었다. 모든 연주가들은 같은 악보를 가지고 있다. 그러나 지휘자는 각 악기가 언제, 무엇을 연주해야하는지를 정확히 알고 있다. 이것은 간단히 설명될 수 있는 비유이다. 후성유전체는 명백한 지휘자를 가지지 못한 것처럼 보이는, 많은 부분들을 가지고 있다. 세포 내에 어떤 지휘자가 있는가? 그 질문에 대답하기 위해서는 많은 연구들이 필요할 것이다. 스미스는 끝을 맺고 있었다 : ”마치 베토벤의 교향곡처럼, 모두 함께 작동되고 있는 세포의 후성유전체는 그것이 얼마나 복잡한지, 얼마나 정교하게 배열되어 있는지를 입증해주고 있다.”
후성유전학(Epigenetics)에 대해서 소개하고 있는, 톰 우드워드(Tom Woodward)와 제임스 질스(James Gills) 박사의 YouTube 동영상 ”신비한 후성유전체: DNA 너머에 무엇이 있는가?(The Mysterious Epigenome: What Lies Beyond DNA)”을 참조하기 바란다. 후성유전학은 유전학(genetics) 자체만큼 커다란 학문으로 발전할 수 있는, 과학적 혁명의 분야가 되고 있다. 유전학이 지적설계를 가리킨다고 생각한다면, 후성유전학에서 어떤 것들이 발견될지 조금만 기다려보라. 유전학보다 더욱 복잡한, 초고도로 복잡한 정보들과 메커니즘들이 발견될 것이다. 암호들을 제어하고 있는 또 다른 암호들은 다윈의 무작위적 돌연변이-자연선택 메커니즘을 산산이 부숴버릴 것이다. 이미 엔코드 프로젝트는 ‘정크-DNA(junk-DNA, 쓰레기-DNA)’라는 진화론자들의 신화를 완전히 붕괴시켜버렸다. 진화론자들이 이해할 수 없어서, 불필요한 것으로 여겨졌던 DNA의 많은 부분들이 이제는 유전학을 이해하는 데에 핵심이 될 수도 있다. 연구자들이 다윈의 귀마개를 빼내자, 교향곡이 들리는 것처럼 말이다.
번역 - 미디어위원회
링크 - http://crev.info/2015/02/epigenome-project-finds-symphony-in-cells/
출처 - CEH, 2015. 2. 12.
망막의 뒤로 향하는 배선은 최적의 설계였다
: 나쁜 설계의 사례라던 진화론자들의 주장은 틀렸다.
(Backward Wiring of Eye Retina Confirmed as Optimal)
David F. Coppedge
안구에서 뒤로 향하는 배선(backward wiring)은 가장 우수한 성능을 갖도록 하는 설계 방식임이 확인되었다.
미국 물리학회(American Physical Society, 2015. 3. 5)의 보도 자료에 따르면, ”거꾸로 연결되어 있는 안구의 미스터리(mystery of reverse-wired eyeball)”가 해결되었다는 것이다. 이스라엘 기술 연구소인 테크니온(Technion)의 에레츠 리박(Erez Ribak)이 이끄는 연구팀은 최초로 왜 광수용체(photoreceptors)들이 뒤얽혀 있는 뉴런의 뒤에 배치되어 있는지 그 이유를 밝혀냈다고 믿고 있었다.
쥐를 가지고 한 이전의 실험에서, 망막(retina)에 분포하는 대사성 세포의 한 종류인 뮬러 신경교세포(Müller glia cells)가 망막에서 빛의 분산을 유도하여 초점을 맞추는데 필수적인 역할을 담당하는 것을 제시했었다. 이것을 확인하기 위해서, 리박과 그의 동료들은 색깔이 이러한 대사성 세포에 집중되는지 여부를 알아보기 위해서 모델 쥐에서 체외 실험과 컴퓨터 시뮬레이션을 실시했다. 그들은 망막 조직의 3차원 시각을 만들어내기 위해서 공초점 현미경(Confocal Microscopy)을 사용했고, 세포들이 실제로 광수용체들로 빛을 모으는 것을 발견했다.
”지금까지 사람들이 믿고 있는 것처럼, 망막은 그냥 간단한 감지기와 신경영상처리 장치만은 아니었다. 망막의 광학적 구조는 시력 목적을 위해 최적화되어 있었다.”라고 리박은 덧붙였다. 빛을 모으는 장치이자, 도파관(waveguides)으로 작동하는 뮬러 신경교세포의 발견은 2007년 5월로 거슬러 올라간다. (cf. 7/23/14).
‘뒤로 향하는’ 배선은 진화론자들에 의해서, 창조주가 설계하셨다면 결코 눈을 이런 식으로 설계하지 않으셨을 것이라고 주장하면서, 오랫동안 형편없는 설계(bad design)에 대한 증거로서 선전되어왔다. 자연선택은 작동되는 무언가를 단지 얻기 위해서, 그냥 부품들을 대충 꿰맞추는 '땜장이(tinkerer)'이기 때문에, 그러한 구조는 진화된 것이 틀림없다고 주장해왔던 것이다.
이제 새로운 연구에 의하면, ‘뒤로 향하는’ 배선은 최적의 구조라는 것이다. 그러나 놀랍게도 망막내 최적의 구조를 발견했다는 동일한 기사에서, 그것을 진화의 결과로 돌리고 있었다. 보도 자료는 다음과 같이 시작하고 있었다 :
실용적 입장에서, 인간 눈의 배선은 이치에 맞지 않는다. 척추동물에서 광수용체는 눈 뒤쪽에 있는 뉴런의 뒤에 위치해 있어서, 결과적으로 신경섬유에 의해 빛이 흩어져(분산되어) 우리의 시력을 흐릿하게 만든다. 최근에, 이스라엘의 기술 연구소인 테크니온의 연구자들은 이렇게 형편없는 것처럼 보이는 배열이 생물학적 목적이 있었음을 확인했다.
그것이 리박의 관점인지, 또는 진화론에 호소하고 있는 보도자료의 기자에 의해서 쓰여진 것인지는 분명하지 않다. 그의 연구결과는 2015. 3. 5일, 텍사스주 샌안토니오(San Antonio)에서 개최된 APS 회의에서 발표되었다.[5]
The Conversation(2015. 3. 14) 지에서, 리박은 뒤로 향하는 배선을 가진 눈이 어떤 좋은 점이 있는지, 그 이유들을 설명하고 있었다. 새로운 것은 그러한 배열의 망막은 색깔을 인식하는 데에 있어서 최적의 방법이라는 것이다. 낮에는 청색의 빛이 우세하기 때문에, 그것을 증폭시킬 필요가 없다. 그래서 대부분의 청색 파장의 빛은 안구와 망막혈관에서 간상체(rods, 간상세포)로 분산된다. 그것이 망막에서 청색 감지 원추체(blue-sensitive cones)의 수가 적은 이유이다. 그러나 녹색과 적색은 증폭될 필요가 있다. 기니피그의 망막과 컴퓨터 모델을 사용한 실험은 놀라운 결과를 보여주었다. :
추가 컴퓨터 시뮬레이션에 의하면, 녹색과 적색은 뮬러 신경교세포(glial cells)에 의해서 그들의 각 원추체(cones, 원추세포) 안으로 청색 빛보다 5~10배 더 집중(concentrated)됨을 보여주었다. 대신 과도한 청색 빛은 간상체 주변으로 분산되었다...
그 결과를 보는 것은 쉬웠다. 우리는 망막의 각 층에서 빛은 고르게 분산되지 않았으며, 몇몇 점에서 집중됨을 보았다. 이러한 점들은 층에서 층으로 계속됐다. 그래서 망막의 입구로부터 감지 층에 있는 원추체 아래로 연장된 빛의 기둥을 만들고 있었다. 빛은 이들 기둥에서 평균 강도에 비해 10배는 더 집중되었다.
더욱 흥미로운 사실은 뮬러 신경교세포에 의해서 최선으로 유도된 색깔은 원추체의 색깔과 매우 잘 일치된다는 사실이었다. 원추체는 간상체만큼 민감하지 않다. 그래서 이 부가적인 빛은 그들에게 (낮은 수준의 빛에서도) 더 나은 기능을 부여한다. 한편, 뮬러 신경교세포에 의해서 잘 포착되지 않는 청색 빛은 인근에 있는 간상체 위에서 분산된다.
이러한 결과는 뮬러 신경교세포의 크기와 밀도가 눈이 감지하는 색깔과 일치되도록 눈의 망막은 최적화 되어 있음을 의미하는 것이다. 이러한 최적화는 낮 시간 동안 색깔을 인식하는 것을 증강시켜준다. 반면에 야간에 겪을 불편을 최소화하고 있다. 또한 그 결과는 밝은 조명하에서 동공이 수축할 때 최고도로 작동된다. 그리고 색깔을 더 명확하게 인식하도록 해준다.
아마도 망막이 잘 설계되었다는 최고의 증거는 연구자들이 그것을 모방하려는 시도에서 확인될 수 있을 것이다. PhysOrg(2015. 2. 18) 지에서 한 연구기관은 ”생물학적 망막처럼 작동하는 이미지 센서(image sensor)”를 만들기 위해 시도하고 있다는 것이다. 인터뷰에서 그들은 ”우리의 센서는 '동적 시각인식 센서'(Dynamic vision sensor, DVS) 원리에 기초한 것으로, 생물학적 망막이 작동하는 방식으로부터 영감을 얻었다.”라고 말했다. 그렇지만 망막을 모방하는 것은 매우 어렵다. ”실제 생물학적 망막은 더할 나위 없이 복잡하며, 이웃과 의사소통을 하는 많은 종류의 화소(pixels)들을 가지고 있다”라고 그는 설명한다. ”그러한 속성은 매우 복잡해서, 표준 CMOS 기술로 개발하는 것은 불가능할 것 같다”는 것이다. 그렇다면, 어떻게 지성도 없고, 방향도 없고, 맹목적인, 무작위적인 진화 과정을 통해서 생겨난 것이, 최고 수준의 엔지니어들이 목적과 계획을 가지고 설계할 수 있는 능력을 넘어서는, 훨씬 더 뛰어난 이미지 센서일 수 있었단 말인가?
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진화론자들은 늘상 ”동전의 앞면이 나오면 내가 이기고, 뒷면이 나오면 네가 진다”는 전략을 사용하고 있다. 최적으로 보이지 않는 구조의 경우에 진화론이 이긴다. 그리고 최적으로 보이는 구조의 경우에도 진화론이 이긴다. 그들은 준비되어있는 말장난 속임수로 어떤 상황에서도 진화론이 이기는 것이다. 진화론은 목적론을 배제시키지 않았는가? 돌연변이는 방향도 없고, 목적도 없는, 무작위적인, 복제 오류 아닌가? 최적을 향해 진행되어 나아가는 진화는 없다. 나쁜 설계로 주장하다가, 이제는 최적의 구조임이 밝혀지자, 이것도 진화의 결과라고 왜곡하고 있는 진화론자들의 속임수에 넘어가지 말라.
지혜로운 사람이었던 솔로몬은 ”듣는 귀와 보는 눈은 다 여호와께서 지으신 것이니라” (잠언 20:12)고 말했다. 하나님께서 최적의 시력을 위해, 광수용체 위로 빛의 분산을 줄이고 집중시키기 위해서, 어떻게 눈의 구조를 설계하셨는지를 아는 데에 거의 3,000년이 걸렸다. 우리는 시각계가 무작위적인 과정에 의해 어쩌다 만들어졌다는 진화론자들의 거짓말을 믿을 것이 아니라, 겸손히 창조주께 경배를 올려드려야 하는 것이다.
*관련 글 : Evolutionists Can't See Eye Design (2016, Acts & Facts. 45 (10)).
http://www.icr.org/article/9589
번역 - 미디어위원회
링크 - http://crev.info/2015/02/backward-wiring-of-eye-retina-confirmed-as-optimal/
출처 - CEH, 2015. 2. 27.
꿀벌의 고아유전자는 진화론을 쏘고 있었다.
: 진화적 조상 없이 갑자기 등장하는 독특한 유전자들.
(Honey Bee Orphan Genes Sting Evolution)
by Jeffrey P. Tomkins Ph.D.
고아유전자(orphan genes)라고 불리는 한 중요한 타입의 유전자 데이터가 꿀벌(honey bees)에서 보고되었다.[1] 고아유전자는 유전체(genome)가 진화했다는 주장과 충돌한다. 그리고 그들은 단일 유형의 생물체에 독특한 특성인, 표현형의 새로움(phenotypic novelty)이라는 진화론적 수수께끼와 직접적으로 연결되어 있다.
많은 생물들은 유사한 생화학적 기능을 가지는 단백질들을 암호화하고 있는, 유사한 일련의 유전자들을 가지고 있다. 공통적 유전자 암호는 같은 환경에서 살아가는, 그리고 비슷한 생활 패턴을 가지고 있는 생물들에서 예측될 수 있는 의도적으로 설계된 특성일 수 있다. 이러한 공통 유전자들에 더하여, 여러 종류의 생물들은 고아유전자라 불리는 독특한 일련의 유전자 염기서열들을 또한 가지고 있다. 고아유전자들에 관한 한 리뷰 논문에서, 저자들은 말했다. ”유전체 비교 분석에 의하면, 지금까지 연구된 모든 분류학적 생물 그룹들은 다른 종들에서 유사성이 확인되지 않은 10~20%의 유전자들을 가지고 있음을 가리킨다.”[2]
고아유전자는 생물의 생활양식과 환경과의 상호작용과 관련된 특별한 적응(새로운 표현형)에 관여하는, 특별한 생물학적 과정과 특성에서 극히 중요하다는 사실이 점점 더 많이 발견되고 있다.[1, 3] 동물의 기원에 관한 진화 모델의 문제점은 이러한 완전히 새로운 DNA 염기서열과 독특한 특성이 어떠한 진화론적 조상의 흔적 없이, 완벽한 기능을 가진 채로, 갑자기 나타난다는 것이다. 이전 ICR 글에서, 물고기와 곤충들의 유전체에 관한 여러 최근 논문들은, 이러한 반-진화론적인 고아유전자들이 심각한 문제가 되고 있음을 보여줬었다.[4] 그러나 이제 이 새로운 꿀벌 유전자 연구는 어떻게 고아유전자들이 새로운 다양한 적응 특성과 폭넓게 연결되어 있는지를 보여주는 최고의 연구 성과가 되고 있었다.
꿀벌은 새로운 표현형에 고아유전자가 관여하는 역할을 이해하기 위한 하나의 이상적인 시스템이다. 전 세계에는 2만 종 이상의 꿀벌들이 있지만, 그들 대부분은 사회적이지 않다. 사회적 꿀벌에서 여왕벌은 알을 낳고, 여러 일벌들이 집단이 유지되도록 특화된 임무들을 수행하며, 큰 군집을 이루고 살아간다. 이와 같은 복잡한 사회적 시스템을 용이하도록 해주는 특화된 신체기관은 대시선(mandibular glands)과, 집단의 구성원들 간의 의사소통을 원활하게 해주는 페로몬(pheromones, 공기 중 화학 메시지)을 만드는 나사노브선(Nanasov glands)이다. 특별한 하인두선(hypopharyngeal glands)은 어린 성장 중의 꿀벌을 위한 먹이 생산에 관여한다. 이들 독특한 선들은 독립적인 꿀벌 종들에게서는 잃어버렸거나, 어떤 다른 목적을 수행한다.[1] 덧붙여서 사회적 꿀벌에서 침의 화학은 척추동물에 대항하여 방어하도록 특화되었다. 반면에 독립적 꿀벌에서 침의 화학은 무척추동물과의 전쟁을 위해 특화되었다. 사회성과 관련된 다른 고도로 특화된 특성들은 꿀벌의 더듬이(antennae)에서도 마찬가지로 발견된다.
밝혀진 바에 따르면, 사회적 꿀벌(Apis mellifera)에서 독특한 고아유전자들은, 유전자 발현이 각 구조에서 특별히 측정되고 정량화된, 앞에서 언급했던 모든 다른 선(glands)들과 장기들에서 중요한 역할을 수행하고 있었다. 심지어 뇌와 중장(midgut)에서도 상당한 수준의 고아유전자 발현이 포함되어 있음이 발견되었다. 이것은 꿀벌의 독특한 사회적 행동 및 식사에 비추어볼 때 이치에 맞는다. 그리고 고아유전자들이 특별한 장기에서 독특하게 발현되고 있을 뿐만 아니라, 먹이조달(forager)과 돌봄(nurse)의 일 사이의 유전자 발현 차이에도 중요한 역할을 하는 것이 발견됐다. 꿀벌은 처음에는 동일한 유전체를 사용하여 성장하고 발달하지만, 후성유전학적 변화(epigenetic changes, 염색체에 화학적 꼬리표를 부착시키는 일)는 그들을 집단 내에서 두 다른 특별한 사회적 역할을 수행하도록 다양화되는 것을 허락하고 있었다.[5]
이러한 고아유전자들과 놀라운 생물-특화 특성은 진화론에 도전할 뿐만이 아니라, 창조론자들에게 창조된 종류(kinds)와 관련된 유전적 구조의 패턴을 이해하는 것을 도와준다. 꿀벌과 다른 유형의 곤충들 사이에 분명한 유전적 차이는 진화론을 거부한다. 그리고 고아유전자를 이해하는 것은 창조된 벌 종류 내에서 다양성을 분류하는 데에, 그리고 유전체의 설계 패턴을 이해하는 데에 유용한 도구로 입증될 수도 있을 것이다.
References
1. Jasper, W. C. et al. 2015. Large-Scale Coding Sequence Change Underlies the Evolution of Post-developmental Novelty in Honey Bees. Molecular Biology and Evolution. 32 (2): 334-46.
2. Khalturin, K., et al. 2009. More than just orphans: are taxonomically-restricted genes important in evolution? Trends in Genetics. 25 (9): 404–413.
3. Tautz, D. and T. Domazet-Loso. 2011. The evolutionary origin of orphan genes. Nature Reviews: Genetics. 12 (10): 692–702.
4. Tomkins, J. 2013. Newly Discovered 'Orphan Genes' Defy Evolution. Creation Science Update. Posted on icr.org on August 26, 2013, accessed February 1, 2015.
5. Herb, B. R., et al. 2012. Reversible switching between epigenetic states in honeybee behavioral subcastes. Nature Neuroscience. 15 (10): 1371-1373.
*Dr. Tomkins is Research Associate at the Institute for Creation Research and received his Ph.D. in genetics from Clemson University.
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/8647
출처 - ICR News, 2015. 2. 19.
화학 원소 주기율표와 하나님의 질서
(Atoms and God’s order in the fundamental building blocks of all substance.
The Periodic Table of chemical elements)
Craig A. Perman
하나님의 창조의 아름다움과 구성은 우리 주변 어디에서나 볼 수 있다. 식물, 별, 동물, 바위, 공기, 물에서 우리가 관찰하는 모든 것들은 원자(atoms)로 알려진 90개의 자연에 있는 건축 블록으로 구성되어 있다. 질서는 원자로부터, 그리고 그것을 구성하는 하위 입자로부터 시작한다. 이러한 질서 정연함은 지적인 원인 없이, 사고나, 우연히 생겨난, 임의적이거나, 위험스러운 입자들의 조합이 아니다. 원자의 성질을 들여다보면, 창조의 경이로움을 분명히 살펴볼 수 있다. 하나님이 천지 만물을 창조하셨을 때, 그 분은 우주에 가장 작은 것이라 할지라도 질서를 부여하셨다. 왜냐하면 하나님은 어지러움의 하나님이 아니시기 때문이다(고린도전서 14:33).
Dream idea: Dmitri Mendeleev (1834~1907). <commons.wikimedia.org >
멘델레예프는 원소주기율표에서 규소와 주석 사이에서 틈새가 있음을 관찰하고, 그가 ‘에카실리콘(ekasilicon)’이라 불렀던 잃어버린 원소의 발견을 논문에서 예측했었다.
드미트리 멘델레예프(Dmitri Mendeleev, 1834-1907)는 꿈을 꾼 후에, 1869년에 원소들의 규격화된 조직(표)를 생각해냈던 러시아의 화학자이다.[1] ”나는 꿈속에서 한 표(table)를 보았는데, 거기에는 모든 원소들에 필요했던 공간이 있었다. 잠에서 깨어, 나는 즉시 종이에 그것을 적었다. 나중에 단지 한 군데만 수정이 필요했다”[2] 멘델레예프의 원소주기율표는 매우 가치있는 것이었다. 왜냐하면 그것은 모든 원소들의 배열에 대한 경향을 인식하도록 해주는, 원자들의 질량에 대한 가장 정확한 값을 나타내주고 있기 때문이었다.
멘델레예프는 주기율표에서 당시 알려진 65개의 원소가 불완전하지만, 화학의 핵심부에 위치할 것으로 보았다. 거기에는 원소들이 위치할 수 있는 공간이 있었는데, 당시에는 어느 누구도 그것을 발견하지 못했었다. 멘델레예프는 원소주기율표에서 규소(silicon)와 주석(tin) 사이에 틈새가 있음을 발견하고, 그가 ‘에카실리콘(ekasilicon)’이라 불렀던 잃어버린 원소의 발견을 논문에서 예측했다. 새로운 원소가 발견되고, ‘게르마니움(germanium)’으로 이름 붙여졌을 때, 그것의 성질은 멘델레예프가 예측했던 ‘에카실리콘'과 원자질량, 밀도, 융점에 있어서 거의 들어맞았다.
원소주기율표(The Periodic Table)
원소주기율표에서는 질서와 패턴을 분명히 볼 수 있는데, 과학의 도구로서 가장 강력한 것 중 하나이지만, 아마도 가장 이해되지 못하고 있다. 원자의 조직화된 구조는 예측 가능한 특성과 화학적 행동을 이끌고, 그래서 원자가 DNA와 같은 복잡하고 수많은 원자들로 되어있는 원소화합물을 형성하기 위해, 어떻게 다른 원자들과 결합하고 반응하는지를 예측할 수 있게 해준다. 원자는 주기성을 갖는데, 왜냐하면 아원자 입자가 각 원자에 더해지고 정렬되는 방식 때문이다. 때문에 그것들이 주기율표에 조직적으로 위치할 수 있는 것이다. 화학자들은 그들의 연구에서 이 주기율표를 사용하며, 누구나 창조주 하나님께로부터 온 구조적인 아름다움을 이해할 수 있다.
그 주기율표는 우리에게 많은 것을 말해준다. 가장 중요한 것은 원자의 종류로, 두 개의 문자 심볼로 독특하게 나타내지고, 그것의 어원적 의미(etymology)는 주로 라틴어와 그리스어 약어로 나타내거나, 혹은 그 원소의 발견자로부터 왔다. 그리고 한 원소 Z3의 원자수는 핵의 양성자 수와 동일하다. 그 원자의 무게는 핵에서 발견되는 중성자와 양성자의 총합이다.
그림 1.
원소주기율표의 구성을 이해하는 것은 벅찬 일처럼 보일지 모르지만, 근본적인 이해는 원자 구조를 이해하고 나면 알 수 있다. 한 원자(atom)는 물질의 최소 단위인데, 그것은 특정 물질의 화학성분 모두를 가지고 있다. 이 물질은 바꾸어 말하면 한 원소(element)로 알려져 있는데, 화학적 수단으로 깨뜨리거나 다른 물질로 바꿀 수 없다. 한 원자의 구조는 핵속의 양성자와 중성자, 그리고 전자껍질(shells)로 알려진 특정 에너지 수준 안에서 핵 주변을 움직이는 전자들로 구성된다.
전자껍질은 또한 근본에너지 수준으로 불리며, K, L, M, 혹은 1, 2, 3으로 나타낸다. 이것은 다시 4개의 전자궤도인 s, p, d, f로 나뉜다(때로는 종속 전자껍질로 부름). 각각은 최대 2개의 전자를 붙잡을 수 있다. 첫 번째 가장 안쪽의 전자껍질 s는 두 개의 다른 전자를 붙잡을 수 있고, 두 번째 전자껍질은 8개(2s2+2pl) 전자를 붙잡을 수 있고, 3번째 전자껍질까지 18개(3s2+3pl+3d10)의 전자를 붙잡을 수 있다. 일반적인 공식은 n번 째 전자껍질은 원칙적으로 2n2의 전자를 잡을 수 있다. 원소의 원자 수가 증가함에 따라서 전자들이 시스템적으로 더해지고, 전자배치 원리(Aufbau principle)로 불리는 양성자가 핵에 더해지는 식으로, 특이적이고 질서정연한 방식으로 궤도에 더해진다. 이것은 일반적으로 바깥쪽을 채우기 전에 전자껍질의 안 쪽을 먼저 채운다. 전자들이 가장 낮은 에너지 공간 궤도를 우선적으로 채운다는 사실은 원소주기율표의 그 원소와 구조의 전자적 원자배열을 결정하는 토대가 된다. 그림 1은 전자껍질을 채우는 순서를 결정하는데 도움을 주는 간단한 도식이다. 이 도식에서 어떤 원자의 전자 배열이 결정될 수 있다. 궤도의 형태는 그림에서 보여주는 것처럼 그들 자신의 특징적인 모양을 가진다.
그림 2.
주기율표에서, 열 1-7로 나타낸 수평의 주기는 수소(H)와 리튬(Li)으로 시작을 하고, 한 원자 내의 전자껍질의 수를 나타낸다. 수소는 한 개 전자와 한 개 양성자를 지닌 가장 단순한 원자이다. 리튬(Li)은 3개의 전자와 3개의 양성자와 4개의 중성자를 지닌 핵을 가진다. 한 원소의 화학적 성질의 1차적 결정요소는 전자껍질의 균형 혹은 최외각 층 전자이다.
주기율표의 왼쪽 측면에 있는 원자는 그들의 전자를 느슨하게 붙잡고 있는 것 같으며, 반면 오른쪽 측면의 원소들은(비활성 기체들은 예외로 하고[5]) 전자들을 쉽게 유치하여 다른 원소들과 쉽게 결합을 한다. 화학적인 반응이나 결합은 바깥쪽의 전자가 다른 원자와 공유할 때 생긴다. 수소로부터 무거운 원자의 조립은 질량수의 필요에 따라서 핵으로 양이온으로 충전된 양성자, 그리고 중성으로 충전된 중성자로, 하나하나씩 더해져 나간다. 각각의 양성자는 음이온으로 충전된 전자가 더해져 결합이 된다. 이러한 시스템적인 더해짐은 중성적인 원자 충전을 유지시켜, 비슷한 성질의 원소족, 예로써 불소(fluorine)로 시작되는 할로겐(halogens) 같은 족(family)을 만든다.
원자들은 그들의 조합(구성)에서 혼돈스럽지 않으며, 전자들은 전자궤도에 그리고 양성자와 중성자는 핵에 더해지는 방식으로 질서정연하게 배열되어 있다.
한 그룹, 혹은 원소의 족은, 수직 칼럼 1~18의 각각으로 나타나는데, 최외각 층 원자껍질의 전자 수를 가리킨다. 그룹 1을 아래로 내려가면, 수소 밑에 알칼리 금속인 리튬, 나트륨 등이 있으며, 그것은 화학반응의 의미에서 비슷한 화학적 성질을 가진다. 그들은 모두 물과 쉽게 반응하는 연질금속(soft metals)이다. 이것은 그들 모두가 쉽게 소실될 수 있는 하나의 느슨하게 연결된 전자를 가지고 있기 때문이다. 두 번째 그룹은 알카리 토금속(alkaline earth elements)으로 알려져 있는데, 베릴륨(beryllium)으로 시작되며, 쉽게 소실되는 2개의 전자를 가진다. 주기율표의 나머지 오른쪽으로 가로지르는 칼럼의 다른 원소들에 있어서도 동일하게 말할 수 있다. 전자와 원자의 수는 수소(H) Z=1로 시작하며, 가장 무거운 합성 원소인 우측 아래 구석의 Z-116 리버모륨(Lv)로 끝날 때까지 연속적이다. 무거운 합성 원소들은 또한 Z=118까지 발견될 수 있을 것이다.
주기율표 왼쪽의 가장 가벼운 원소로부터, 주기율표 우측의 가장 무거운 원자로 진행하면서, 원소의 어떤 특성은 앞에서 제시한 원소의 특성과 유사하다. 이러한 특성들은 그룹에서 2, 8, 18, 32의 규칙적인 간격으로 나타난다. 예로써 18 그룹의 원소 헬륨은 화학적 성질이 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논과 그 아래의 라돈과 유사하다. 크립톤과 크세논은 일부 화합물을 형성하지만, 불활성 가스로 알려진 그들은 불활성이거나 잘 반응하지 않는다. 그룹 17의 할로겐족으로 불리는 화학 족은 불소(Z=9), 염소(Z=17), 브롬(Z=35), 요오드(Z=53), 그리고 아스타틴(Z=85) 원소로 구성되어 있으며, 매우 활성적이고 전자를 수용함으로써, 그룹 1과 2의 원소들과 쉽게 결합한다.
결론
하나님이 조직하신 우주는 가장 작은 물질 단위인 원자에서조차 찾아볼 수 있다. 그것들은 모든 물질들을 구성하는 기본 빌딩 블록이다. 원자들은 그들의 조합에서 무질서하지 않으며, 전자들은 전자궤도에 더해지고, 양성자와 중성자는 핵에 더해지는 방식으로, 질서 정연하게 배열되어 있다. 이러한 주기적이고 예측 가능한 특성들은 우연히 생겨난 것이 아니라, 질서의 하나님이 창조하셨음을 가리키고 있는 것이다.
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References and notes
1.Garret, A. B., Lippincott, W.T., Chemistry A Study of Matter, Blaisdell Publishing Co., Watham, MA, 1968.
2.Sharpe, M.E., The Soviet Review Translations, Summer 1967, Vol. VIII, No. 2, p. 38, digitalcollections.library.cmu.edu.
3.Z from the German Zahl meaning number.
4.These letters originally came from description of lines in atomic spectra: sharp, principal, diffuse, and fundamental.
5.Noble gases all have filled orbitals and are in a stable configuration.
6.In chemistry, a synthetic element is a chemical element that does not occur naturally but is created artificially.
번역 - 문흥규
링크 - http://creation.com/atoms-and-gods-order
출처 - CMI, 2014. 11. 9.
섬모충의 유전체는 극도로 복잡했다. 2
: 유전체의 스크램블링과 암호화는 진화론을 거부한다.
(Genome Scrambling and Encryption Befuddles Evolution)
Jeffrey Tomkins
섬모충(ciliates)이라 불리는 단세포 생물은 유전체 동력학과 복잡성에 대한 우리의 지식을 확장시키고 있다. 이제 새로 염기서열이 밝혀진 섬모충 유전체는 상상을 초월하는 수준의 독창적인 암호화 시스템과 결합된 프로그램된 재배열을 보여주고 있었다.[1]
단순한 생물에서 복잡한 생물로 진화됐을 것이라는 진화론적 예측과는 반대로, 단세포 생물인 섬모충은 놀라운 수준의 유전적 복잡성을 보여주고 있었다.[2] 섬모충 Oxytricha trifallax는 별도의 핵에 들어있는 두 개의 서로 다른 유전체를 가지고 있다. 대핵(macronucleus)은 극적으로 재배열되고 증폭되어 생물체의 일상적인 삶에 사용되는 데에 반하여, 소핵(micronucleus)은 치밀하고 압착되어 있고, 번식을 위해 사용된다.
두 마리의 Oxytricha가 유성 접합(sexual conjugation)을 수행한 후, 이전의 대핵은 본질적으로 사라지고, 새로운 섬모충의 발달 동안에 새로운 대핵이 소핵의 내용물로부터 형성된다. 여기에는 생식계열 DNA의 약 90%가 삭제되고, 남은 부분이 드라마틱하게 개편되어, 16000개의 나노염색체(nanochromosomes)로 불리는 새로운 염색체로 증폭되는 정교한 일련의 과정들을 포함한다.[3] 이전까지 과학자들은 섬모충의 유전체가 극적인 재조직(reorganization)을 진행하는 것을 알고 있었으나, 그 현상의 전체 중요성은 이해하지 못하고 있었다. 왜냐하면 단지 대핵의 염기서열만이 분석됐기 때문이었다.[3]
최근의 연구에서, 연구자들은 Oxytricha trifallax의 소핵에 대한 염기서열을 분석했다. 그리고 그들은 상상을 초월하는 복잡성과 재배열을 발견하고는 깜짝 놀랐다. 새롭게 밝혀진 바에 따르면, 소핵의 생식계열 유전체는 225,000개 이상의 전구체 DNA 세그먼트로 분열된다. 이들은 새로운 대핵과 나노염색체(이들 대부분은 단 하나의 유전자를 포함한다)의 구축 동안에 대대적으로 정밀하게 재배열(rearranged, unscrambled) 된다. 그러나 그것은 점점 더 복잡해지는데, 이 과정에서 재구축된 유전자들의 대부분은 소핵의 유전체를 가로질러 분산되어 있는 수많은 개체 조각들로부터(심지어 어떤 것들은 그들의 방향과 거꾸로 되어있는 것들도 포함시켜) 발생한다.
그리고 이들 225,000개의 추가된 조각의 해독을 가능하게 할 수 있는 극도로 복잡한 유전체 암호화 시스템이 발견되었다. 이 과정은 대핵의 설계된 조각의 (암호화와 주소 시스템의 한 유형으로) 측면에 위치하는 특별한 지정 염기서열을 사용한다. 또한, 유전체 내에 암호화되어 있는 고도로 전문화된 RNA 안내자(RNA guides)가, 해독 시스템의 한 유형으로 이동되는 데에 필요한 특정 DNA 부분을 표시하는데 사용된다. 저자들은 말했다. ”대부분의 기능적 정보들은 MIC(소핵)에 암호화되어 있고, 대핵의 발달은 해독(decryption)의 한 과정이다.” 왜냐하면 심지어 유전자의 단백질 암호 영역도 또한 조각나기 때문에, ”대부분의 IESs(internal eliminated sequences, 내부적 제거 염기서열)는 엑손(exons)을 방해한다(84.7%). (그들의 제거는 유전자가 발현되기 위해서 엄격히 요구되는 사항이다).” 따라서, 절단 및 접합(slicing and splicing)의 전 과정에 오류는 허용되지 않으며, 그것은 오히려 고도로 복잡한 암호화 및 해독 시스템이 적절히 작동할 수 있도록 엄격하게 관여하고 있었던 것이었다.
이 시점에서 ”이 모든 복잡성이 가리키고 있는 것은 무엇인가?”라는 질문을 할 수 있을 것이다. 이 고도로 복잡한 시스템이 모두 무작위적인 자연적 과정으로 우연히 생겨났을까? 흥미롭게도, 연구자들은 또한 전구체 유전자 조각의 상당수가 모듈(modular) 식이었고, 더 많은 기능적 조합을 만들기 위해서 여러 다른 방법으로 재배열될 수 있다는 것을 발견했다. 보고서의 저자들은 말했다. ”이 근본적인 유전체 건축에서 발생하는 주목할 만한 특성은 MIC(소핵) 내에 있는 단 하나의 MDS(macronucleus destined sequence, 대핵으로 성장할 운명의 염기서열)가 여러 개의 서로 다른 MAC(대핵) 염색체에 기여할 수 있다는 것이다.”
이 연구 논문에서 가장 흥미로운 점 중의 하나는 진화라는 단어를 찾아볼 수 없다는 것이다. 분명히 복잡한 암호화 시스템과 결합된 대규모의 복잡한 유전체의 재배열은 진화론이 주장하는 것처럼 무작위적인 어떤 우연한 과정의 결과처럼 보이지 않는다. 단세포생물에서부터 사람까지 모든 동식물에 들어있는 생물복잡성과 극도의 공학기술들은 오직 초월적 지성과 능력의 창조주를 가리키고 있는 것이다.
References
1.Chen, X. et al. 2014. The Architecture of a Scrambled Genome Reveals Massive Levels of Genomic Rearrangement during Development. Cell. 158 (5): 1187–1198.
2.Tomkins, J. 2014. Ciliate Genome Reveals Mind-Bending Complexity. Creation Science Update. Posted on icr.org September 10, 2014.
3.Swart, E. S. et al. 2014. The Oxytricha trifallax Macronuclear Genome: A Complex Eukaryotic Genome with 16,000 Tiny Chromosomes. PLoS Biology. 11 (1): e1001473.
* Dr. Tomkins is Research Associate at the Institute for Creation Research and received his Ph.D. in genetics from Clemson University.
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/8359/
출처 - ICR News, 2014. 9. 24.
유전자의 이중 암호는 진화론을 완전히 거부한다.
: 중복 코돈의 3번째 염기는 단백질의 접힘과 관련되어 있었다.
(Dual-Gene Codes Defy Evolution...Again)
by Jeffrey P. Tomkins Ph.D.
여러 목적을 가진, 서로 다른 언어를 포함하고 있는 이중 DNA 염기서열의 발견은 진화론적 예측을 완전히 붕괴시키고 있었다. 한때 여분의 중복 암호(redundant code)로 여겨졌던 것들이 단백질 생산에 있어서 핵심적인 것으로 밝혀지고 있다.[1]
단백질(proteins)은 수백 개의 아미노산들의 사슬로 구성되어 있는데, 이들의 정확한 순서에 대한 명령은 유전자의 단백질 암호 영역에 암호화되어 있다. 코돈(codon)이라 불리는 3개의 염기서열 철자는 아미노산에 대한 암호라는 것은 이전의 발견으로 입증됐었다. 그러나 이제 이것은 또한 유전체에서 DNA에 결합하는 유전자(전사인자라 불리는)의 스위치를 켜는 특별한 단백질에 대해 말하고 있다는 것이다.[2] 이 새로운 발견은 코돈의 염기서열에는 더 많은 기능들이 들어있음과, 그것이 어떻게 기능하는지와 유전체에 대해 널리 알려진 개념을 붕괴시키고 있었다.
코돈은 여분의 중복을 가지고 나타난다. 코돈 구조에서 처음 두 염기는 동일하지만, 세 번째 염기는 다를 수 있다. 예를 들어, 코돈 GGU, GGC, GGA, GGG는 모두 글리신(glycine)이라 불리는 동일한 아미노산에 대한 암호를 나타낸다. (CUU, CUC, CUA, CUG는 leucine, GUU, GUC, GUA, GUG는 valine, UCU, UCC, UCA, UCG는 serine, CGU, CGC, CGA, CGG는 arginine....). 과학자들이 최초로 이 현상을 발견했을 때, 그들은 무지하여, 이 3번째 염기의 변이를 ‘동요(wobble)’라고 부르며, 단순히 중복된 다양성으로 폄하했다. 다른 말로 해서, 한 아미노산에 대한 모든 다른 변형 코돈들이 기능적으로 동일한 것으로 가정했던 것이다.
유전자의 mRNA 전사체가 리보솜이라는 세포기관에서 단백질 생산에 사용될 때, 단백질이 터널 같은 구조 밖으로 만들어져 보내지면서 주기적인 일시적 정지(periodic pauses)가 일어난다. 이러한 일시적 멈춤의 특별한 순서와 속도는 단백질의 제조 과정에서 단백질을 3차원적 입체 구조로 적절하게 접혀지는(folding) 데에 있어서 매우 중요하다. 이 리보솜 터널 자체를 포함하여, 이 접는 과정에는 여러 다른 유형의 세포 기계들이 관여한다. 번역(RNA 전사체로부터 단백질을 만드는)과 단백질의 접힘은 서로 연결되어 있기 때문에, 그 과정은 동시 번역(co-translational)이라 불려진다.
이 새로운 연구에서 연구자들은 코돈의 3번째 염기의 다양성(variability)은 전혀 중복된 것이 아님을 보여주었다. 그것은 단백질이 만들어지는 속도를 조절하며 일시적 중지의 시점을 말하고 있는 특별한 유형의 세포 언어였던 것이다. 궁극적으로 이것은 단백질이 적절한 3차원적 입체 구조로 접혀지는 데에 영향을 미치고 있었다.
하나의 코돈은 단백질을 만드는 기초 벽돌인 특정 아미노산에 대한 정보를 제공하고 있을 뿐만 아니라, 그 코돈의 여러 변형체들은 단백질이 어떻게 접혀야하는 지에 대한 정보를 제공하고 있었던 것이다. 따라서 DNA의 동일한 부분에 두 개의 다른 정보가 다른 언어로 암호화되어 있었던 것이다! 연구자들은 말한다. ”이중 해석(dual interpretations)은 단백질 일차 구조의 조립을 가능하게 하면서, 번역 과정의 일시적 중지를 통해 추가적 접힘 제어를 가능하게 한다.”
한때 의미 없는 중복된 것으로만 생각됐던 코돈들이 이제는 정반대로 숨겨진 언어였음이 입증되고 있는 것이다. 연구자들은 말한다. ”중복 코돈에서 숨겨진 기능의 발견은 ‘퇴보(degeneracy)’라는 경솔했던 이름을 거부한다.”
또한 보고서의 저자들은 그러한 독창성에 감탄하고 있었고, 무의식적으로 그것이 정교한 지적설계를 가리킨다고 말하고 있었다. 그들은 말했다. ”일차 유전암호에서의 중복은 부가적인 독립적 암호들을 고려한 것이다. 적절한 판독기와 알고리즘 프로세서의 결합, 다차원적 의미와 기능들이 동일한 코돈 끈 내에 구체적으로 들어있다.” 이러한 유형의 전문 용어는 본질적으로 (잘 훈련된 공학자가 설계한) 고도로 복잡한 컴퓨터와 같은 기계에서 사용되는 용어이다. 확실히 DNA에 들어있는 이러한 이중 언어 프로그램은 무작위적인 과정의 결과가 아니다.
이제 곧, 무작위적인 진화 과정의 남겨진 잔해로 간주됐던 유전체의 다른 많은 부분들도 숨겨진 기능들이 있었고, 고도의 지적설계에 의한 것임이 계속해서 밝혀질 것이다. 유전자의 이중 암호들은 무작위적인 자연적 과정으로 절대로 우연히 생겨날 수 없다. 이제 유전체학의 놀라운 혁명적인 결과들은 신-다윈주의적 진화론을 완전히 쓰레기통에 던져버리고 있으며, 성경에 기록된 창조모델을 강력히 지지하고 있는 것이다.
References
1.D’Onofrio, D. J. and D. L. Abel. 2014. Redundancy of the genetic code enables translational pausing. Frontiers in Genetics. 5 (140): doi: 10.3389/fgene.2014.00140.
2.Tomkins, J. 2014. Duons: Parallel Gene Code Defies Evolution. Creation Science Update. Posted on icr.org January 6, 2014, accessed April 8, 2014.
3.Tomkins, J. Cells’ Molecular Motor Diversity Confounds Evolution. Creation Science Update. Posted on icr.org April 7, 2014.
* Dr. Tomkins is Research Associate at the Institute for Creation Research and received his Ph.D. in genetics from Clemson University.
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/8344/
출처 - ICR News, 2014. 9. 12.
섬모충의 유전체는 극도로 복잡했다. 1
(Ciliate Genome Reveals Mind-Bending Complexity)
단세포 생물인 섬모충 스틸로니키아(Stylonychia lemnae)의 유전체(genome)가 분석되었는데, 그 결과는 진화론적 예측을 완전히 벗어나고 있었으며, 진화론적 규칙들을 모두 폐기시키고 있었다. 진화론에서 하등하다고 주장되고 있는 섬모충의 염색체는 믿을 수 없을 정도로 너무도 복잡했으며, 생물계에서 결코 볼 수 없었던 유전자 염기서열들을 가지고 있었다.[1]
원생동물(Protozoa)은 핵을 가지고 있으며, 운동성이 있는, 단세포 동물의 한 그룹이다. 그러나 현대의 생화학적, 유전학적, 분자생물학적 기술에 의해서 밝혀진 이들 단세포 생물의 극도로 복잡한 미세구조와 다양성은 원생동물을 하등한 생물로서 진화계통나무 맨 아래에 위치시키는 것이 매우 부적절한 것임을 보여주고 있었다. 따라서 일반적으로 사용되고 있는 '원생동물(원시적 동물)'이라는 용어는 더 이상 공식적인 명칭으로 사용되어서는 안 될 것이다.
원생동물 그룹 중 가장 흥미로운 것은 섬모충(ciliate)이라고 불리는 그룹이다. 이들은 머리털과 같은 편모(flagella)들을 가지고 있는데, 이 편모는 이동하기 위한 추진력뿐만 아니라, 기어가고, 부착하고, 먹이를 먹고, 환경을 탐지하는 데에 사용되고 있다. 유전체학 관점에서 이들 생물체는 매우 특이하다. 그들은 두 개의 다른 타입의 (염색체를 포함하는) 핵을 가지고 있는, 기괴한 이형핵(dimorphic nuclei)을 보여주고 있다.[2, 3] 한 핵(소핵, micronucleus)은 작고 치밀한데, 섬모충 후손들을 만들기 위한 유전자 재조합과 물질의 전송을 위해 사용된다. 다른 핵(대핵, macronucleus)은 크고, 표준 유전자 발현에 사용된다. 서로 다른 두 개의 핵을 비교하면, 대핵은 종에 따라 약 2,000~20,000개의 나노 염색체들로 조각나있고 완전히 재정렬되고 선택적으로 증폭된다. 소핵은 대핵의 1/10 정도 크기이다.[2] 이들 섬모충은 이 기괴한 유전체 확장 행동(genome expanding behavior)을 보이는 소수의 생물체 중 하나이다.
최근의 논문에서, 연구자들은 16,000개가 넘는 나노염색체(nanochromosomes)들을 가지고 있는 섬모충 스틸로니키아(Stylonychia lemnae)의 대핵(macronucleus)에 대한 염색체 염기서열을 분석했다.[1] 놀랍게도, 많은 수의 염색체(chromosomes)들이 단지 하나의 유전자(a single gene)만을 각기 가지고 있었다. 새로운 유전자들을 조사했을 때, 다른 어떠한 생물체에서도 결코 본적이 없는 (심지어 다른 섬모충들에도 없는), 다양한 히스톤 단백질들을 암호화하고 있는, 완전히 새로운 유전자 세트가 발견되었다. 히스톤 단백질(histone proteins)은 염색체가 만들어질 때 DNA가 감겨지는 동적인 포장재(packaging material)이다. 또한, DNA 주변 부분의 이동 단백질들을 암호화하고 있는, 새로운 유형의 전위효소 유전자(transposase genes)들이 발견되었다. 이들 기괴한 염색체 동력학을 수행 및 유지하는데 필요한 단백질들을 암호화하고 있는 새로운 유형의 유전자들이 존재한다는 것은 이치에 맞는다.
실제로, 연구자들은 이 기괴한 생물의 유전체에서 많은 미스터리들을 발견하기 시작한 것으로 보이며, 앞으로 더 많은 연구와 작업들이 수행될 필요가 있다. 사실, 연구자들은 말했다. ”우리의 발견은 스틸로니키아(Stylonychia)와 옥시트리카(Oxytricha, 또 다른 섬모충)의 대핵 유전체에서 계속해서 풍부한 보물들이 밝혀질 것임을 가리키고 있다.” 정말로 더 많은 놀라운 발견들이 뒤따라질 것이 확실해 보인다. 그러나 이러한 사실들은 단순한-복잡한(simple-to-complex) 생물로의 진화를 지지하지 않는다. 이들 단세포 생물들은 전혀 단순해보이지 않는다.
마이오신 모터 단백질(myosin-motor protein) 유전자에 관해 단세포 생물에서 진화론적 답을 찾기 위해 시도됐던 또 다른 최근 논문에서 연구자들이 쓰고 있었던 것과 같이, 그들의 진화론적 패러다임은 유전체 데이터에 의해서 완전히 거부되고 있었다.[4] 진화론의 심각한 문제는 믿을 수 없도록 놀라운 복잡성이 단세포 생물에서부터 창조의 절정인 사람에 이르기까지, 모든 수준의 생물체에서 존재하고 있다는 사실이다.
References
1.Aeschlimann, S. H., et al. 2014. The Draft Assembly of the Radically Organized Stylonychia lemnae Macronuclear Genome. Genome Biology and Evolution. 6 (7): 1707–1723.
2.Prescott, D. M. 1994. The DNA of ciliated protozoa. Microbiology and Molecular Reviews. 58 (2): 233–267.
3.Prescott DM. 2000. Genome gymnastics: unique modes of DNA evolution and processing in ciliates. Nature Reviews Genetics. 1 (3): 191–198.
4.Tomkins, J. Cells’ Molecular Motor Diversity Confounds Evolution. Creation Science Update. Posted on icr.org April 7, 2014.
* Dr. Tomkins is Research Associate at the Institute for Creation Research and received his Ph.D. in genetics from Clemson University.
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/8342/
출처 - ICR News, 2014. 9. 10.
진화론자들이 진화론을 기각시키고 있었다.
: 단백질의 진화는 불가능하다!
(Oops! Evolutionists Disproving Evolution)
by Brian Thomas, Ph.D.
시간이 지남에 따라 원생동물-사람으로의 진화(protozoa-to-person evolution)가 일어나기 위해서는, 생물체 안에 새로운 단백질들이 순전히 자연적 요인들에 의해서 만들어지고, 구축되고, 통합되고, 작동되어야만 한다. 이와 같은 일이 어떻게든 발생했었다고 믿고 있는 용감한 연구자들은 이 핵심적 문제를 조사했다. 그러나 그들의 최근 발견은 자신들의 예상이 틀렸음을 가리키고 있었다.
만약 진화가 꾸준히 작동되어 왔다면, 진화는 생명체의 가장 작은 수준인 단백질에서도 작동됐어야만 했다. 오레곤 대학의 생태 및 진화 연구소의 조 손튼(Joe Thornton)과 동료들은 찰스 다윈의 추정 이야기 대신에, 양질의 실험과학을 사용하여 진화의 가장 기본적인 측면을 조사해보았다.
2009년에 손튼과 동료들은 존재하는 한 단백질이 자연적 과정에 의해서 이전 형태로 다시 돌아갈 수 없다는 것을 발견함으로써, 진화의 역 진행을 배제시켰다.[1] 왜냐하면 현재의 어떤 기능을 하는 단백질이 어떤 조상 단백질로부터 단계적 변화를 통해서 만들어지기 위해서는, 중간단계(전이형태)의 단백질이 어떤 기능을 해야 하는데, 연구자들의 실험 결과에 의하면 중간단계의 단백질은 전혀 기능을 하지 못하는 쓸모없는 것이었기 때문이었다.
우리가 사용하고 있는 친숙한 기계들은 그러한 이유를 잘 설명해줄 수 있다. 예를 들어, 현대의 엘란트라와 같은 자동차가 비슷한 포드의 토러스 자동차로 변화되는 것은 언뜻 보면 간단한 일처럼 보인다. 한 번에 한 부품씩을 바꾸어 간다면, 언젠가는 엘란트라가 토러스 자동차가 될 수도 있지 않겠는가라는 생각이다. 그러나 자세히 살펴보면, 그러한 이야기는 비현실적인 생각임이 바로 드러난다.
그 이유를 간단히 말하면, 부품들이 서로 맞지 않는다는 것이다. 예를 들어, 엘란트라의 바퀴는 4개의 너트 구멍을 가지고 있지만, 토러스의 바퀴는 5개를 가지고 있다. 따라서 토러스 바퀴 하나가 우연히 생겨났다 하더라도, 새로 생겨난 토러스 바퀴는 (아직 4개의 너트 구멍을 가지고 있는) 엘란트라의 바퀴 휠과 맞지 않을 것이다. 따라서 바퀴 휠에도 5개의 너트 구멍이 자연적인 진화 과정으로 우연히 생겨날 때까지 기다리면서, 맞지 않은 바퀴를 가지고 운행을 해야만 한다. 이러한 자동차가 달릴 수 있을까? 문제는 그 자동차는 이 이론적 진화의 시간 동안 내내 완전히 운행하고 있어야만 한다는 것이다.
또한 자동차는 4개의 바퀴가 필요하다. 5개의 너트 구멍을 가진 바퀴와 휠들이 우연히 3군데서 모두 생겨났다 하더라도, 나머지 한 바퀴에서 생겨나지 않았다면, 그 자동차는 달릴 수가 없다. 이것은 작은 한 단백질의 변화가 한 생물체의 기능을 완전히 중지시킬 수 있는 이유를 설명해주고 있다. 한 단백질이 진화로 업그레이드를 하는 동안, 전체 세포는 기능을 계속 유지하고 있어야만 한다.
손튼과 그의 연구자들이 이전 버전으로 쇠퇴된 단백질(downgrading proteins)은 결코 작동되지 않는다는 것을 발견했을 때, 그들은 진화를 통해 현재의 단백질들이 결코 업그레이드 될 수 없다는 것을 확증했어야만 했다.
그러나 그들의 연구는 계속됐고, 최근 Nature 지에 새로운 글을 게재했다.[2] 그들은 진화에 의문을 제기하는 대신에, 두 특별한 단백질들 사이에 돌연변이와 자연선택이 만들었을지도 모르는 상상의 중간체를 추정하고 있었다. 그러나 한 조상 단백질에서 현대적 단백질로의 잠재적인 진화 경로에 있어야하는 수천의 중간체들 중에서, 운 좋게 특별한 변화들을 세트로 일으켰을 가능성은 극히 낮다는 것을 그들은 발견했다.
즉, 그러한 변화는 일어날 수 없는 것처럼 보인다는 것이다. 그러나 어떻게든 일어나 있었다. 이것은 단백질들이 설계에 의해 발생된 것처럼 보임을 가리키는 것이다.
그 연구에 참여하지 않은 생화학자 마이클 베히(Michael Behe)는 Evolution News에서 썼다. ”이전에 존재하고 있던 어떤 시스템에서, 일어날 것 같지 않고, 선택될 수 없는, 심지어 유해한 결과들을 자주 가져오는, 지시되지 않은 자연선택이나 다른 비지성적 요인에 의해서, 극히 드물게 새로운 기능의 시스템이 생겨났다고 말하는 것은 다윈의 진화론이 생명체를 설명하지 못함을 나타내는 것이다.”[3] 만약 다윈의 진화론이 단지 한 단백질이 새로운 단백질로 진화하는 작은 단계도 설명하지 못한다면, 진화론자들은 원생동물이 사람으로 변화되는 데에 필요한 수많은 단백질들이 모두 진화로 우연히 생겨났다는 이야기를 도대체 무슨 근거로 말하고 있는 것일까?
References
1. Thomas, B.Irreversible Complexity—Evolution Loses Another Round. Creation Science Update. Posted on icr.org December 16, 2009, accessed July 2, 2014.
2. Harms, M. J., and J. W. Thornton. Historical contingency and its biophysical basis in glucocorticoid receptor evolution. Nature. Published online before print, June 15, 2014.
3. Behe, M.From Thornton’s Lab, More Strong Experimental Support for a Limit to Darwinian Evolution. Evolution News. Posted on evolutionnews.org June 23, 2014, accessed June 28, 2014.
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/8214/
출처 - ICR News, 2014. 7. 11.
선도적 과학자들이 진화론을 비판하다. 3부.
: 세포 내의 유전정보는 증가되지 않고, 소실되고 있다.
(Powerhouse of Scientists Refute Evolution, Part Three)
by Brian Thomas, Ph.D.
”생물 정보: 새로운 관점(Biological Information: New Perspectives)”이라는 제목의 심포지움에서 발표된 8개 이상의 논문에 의하면, 생물체의 유전 정보는 상향적으로 진화되어 증가하는 것이 아니라, 점진적으로 소실되고 있다는 것이다.[1] 29명의 다른 저자들로부터 보고된 23개의 논문들은 생물학적으로 의미 있는 유전정보가 다윈의 자연선택으로 만들어지는 것이 사실상 불가능함을 보여주었다. 그 심포지엄의 세 번째 주요한 주제는 ”생물 정보의 침식(손상)을 방지하기 어려움”에 초점을 맞추고 있었다.[2]
저서 ‘다윈의 블랙박스(Darwin's Black Box)’로 유명한 마이클 베히(Michael Behe)는 새로운 기능을 이끌어낸다는 돌연변이들에 대한 보고된 논문들을 검토해보았다. 모두를 취합했을 때, 대부분의 돌연변이들은 어떤 당(sugar) 조절 효소의 능력을 잃어버리는 것과 같은, 기능의 손실(loss-of-function)을 일으키고 있었다. 생물체에서 이러한 당 조절 효소의 기능 소실은, 그 당과 유사한 독성 화학물질과 결합할 수 없게 하여, 생존에 도움을 줄 수도 있었다. 요약하면, ”기능 상실 돌연변이는 본질적으로 정보의 소실을 의미하기 때문에, 의미있는 적응이 일어났다 하더라도, 순 정보의 소실(net loss of information)은 발생하는 경향이 있다”는 것이다.[2] 따라서, 유전정보의 소실이 생물체의 생존을 증가시켰다 하더라도, 정보는 영원히 소실되는 것이다.
또 다른 보고서에서 식물 유전학자인 폴 깁슨(Paul Gibson)과 존 샌포드(John Sanford)는 컴퓨터 전문가인 존 바움가드너(John Baumgardner)와 웨슬리 브루어(Wesley Brewer)와 협력하여, 자연선택(natural selection)이 생물 정보를 보존할 수 있는지 여부를(비히의 관측에 추가하여) 시험했다. 자연선택은 볼 수 없는(표현형으로 나타나지 않은) 것(돌연변이)을 제거할 수 없다는 것을 그들은 발견했다. 대부분의 단일 돌연변이는 어떠한 영향력도 미치지 않는 것이 아니다. 그래서 이 아주 작은 DNA의 변화는 지속적으로 축적된다. 이것은 마치 자동차가 조금씩 녹슬어가는 것과 같다.[2] 따라서 진화 유전학자들이 자연선택이 어떻게든 생물 정보를 보존할 수 있다고 주장하는 것은 잘못이다. 자연선택은 생물 정보를 보존할 수도 없고, 보존하지도 않는다.
심포지엄 논문에서, 텍사스 대학의 수학자 그랜빌 씨웰(Granville Sewell)은 외부 에너지원이 복잡한 정보 시스템의 시간에 따른 붕괴 성향을 반전시킬 수 있다는 진화론적 주장을 반박했다. 예를 들어, 지구에 들어오는 햇빛은 생물체의 분자 구조들을 조직화시키고, 생물체의 레퍼토리를 확장시킬 수 있을까? 씨웰은 대학의 표준 열역학 교과서들에서 발견되는, 비조직화된 시스템(disorganizing systems)을 설명하고 있는 중심 내용들을 조사했다. 그것에 의하면, 질서는 어떤 계(system)의 경계(외부 세계와 그 계 사이의)를 통과하여 지나갈 수 있는 것보다 더 빠르게 안으로 들어갈 수 없다는 것이다. 이로 인해, 컴퓨터에 햇빛을 쪼였을 때 새로운 소프트웨어가 만들어지지 않는 것처럼, 살아있는 세포 내에 햇빛의 유입은 생물 정보를 증가시킬 수 없다는 것이다.
열역학 전문가인 앤디 매킨토시(Andy MacIntosh)의 심포지엄 논문에 대해서 샌포드는 이렇게 말했다. ”생물체 자체에 필요한 에너지가 생물체에 필요한 분자 기계들을 구축할 수 있다는 주장은 오류이다.”[2] 세포 내에서 발견되는 분자기계들을 포함하여, 특별한 방법으로 에너지가 어떤 기계들을 만들기 위해서는, 어떤 지능적인 주체가, 또는 로봇처럼 고도로 설계된 기계가 지시를 내려야만 한다.
이러한 자격을 갖춘 과학자들이 20여 개의 측면에서 다윈의 진화론을 조사했고, 각각 치명적인 결함들을 발견했다. 살아있는 세포는 어떤 정보를 새롭게 다운로드 받거나, 다시 원래의 운영 체제로 리셋(재설치)할 수 없다. 생물계에서 유전정보는 지속적으로 감소되고 손상되고 소실되고 있음이 분명하다. 이것은 진화론이 허구적 이야기임을 가리키는 강력한 증거가 되고 있는 것이다.
References
1. Biological Information: New Perspectives. 2013. Marks, R. J., M. J. Behe, W. A. Dembski, B. L. Gordon, and J. C. Sanford, Eds. Singapore: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.
2. Sanford, J. C. 2014. Biological Information: New Perspectives. A Synopsis and Limited Commentary. Waterloo, NY: FMS Publications.
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/8194/
출처 - ICR News. 2014. 6. 20.
사람 단백질체는 “이전의 생각보다 훨씬 더 복잡했다”
: 비암호 DNA 영역에서 수백 종의 단백질들이 만들어진다.
(Human Proteome 'More Complex than Previously Thought')
자주 반복되는 말로 ”이전의 생각보다 훨씬 더 복잡했다”라는 구절이, 사람 유전체(genome)에서 만들어지는 수천의 단백질(proteins)들에 대한 목록화 작업을 하고 있는 새로운 연구에서 또 다시 등장하고 있었다.[1] 이 획기적인 생명공학 뉴스는 사람 단백질체(proteome, 프로테옴, 유전체로부터 만들어질 수 있는 모든 단백질들)에 대한 Nature 지에 게재된 최근 두 연구 논문이 발표하고 있는 것이다.[2, 3]
DNA 염기서열과는 다르게, 단백질의 추출, 분리, 식별은 쉬운 일이 아니다. 다른 조직에 있는 매우 다양한 단백질들을 동정하려면, 기술과 화학은 다양하고 복잡할 필요가 있다. 그럼에도 불구하고, 기술의 진보와 새로운 장비들은 훨씬 더 큰 규모로 이것을 실현할 수 있도록 발전했다.
단백질 개체군(단백질의 종류 및 그들의 량)은 조직 유형에 따라 차이가 있기 때문에, 많은 다양한 종류들이 연구되어야만 한다. 한 연구는 사람에서 30개의 다른 조직들을 채취했고, 다른 연구는 27개의 조직들을 채취했다. 여러 조직들에서 단백질의 개체군은 다를 뿐만 아니라, 한 유형의 단백질을 암호화하고 있는 동일한 유전자가 아형(isoforms)이라 불리는 다른 변종(variants)을 만들 수 있다. 그리고 한 단백질이 만들어진 이후에도, 번역 후 변형(post-translational modification)이라 불리는 과정으로, 다른 목적을 위해 세포 기계들에 의해서 변경 될 수 있다.[4] 따라서, 각각의 조직에 대한 단백질들의 목록은 단백질 군의 다양성을 완전히 이해하고 작성되어야만 한다. 사실, 이 작업은 쉽지 않은 작업이어서, 선임연구자 중의 한 명은 ”사람 단백질체는 너무도 광범위하고 복잡해서 그것들을 목록화하는 작업은 결코 완전히 끝마쳐지지 못할 것”으로 믿고 있었다.[1]
아마도 이러한 새로운 보고에서 가장 흥미로운 점은, 이전에는 비암호 쓰레기(non-coding junk)로 생각했던 사람 유전체 영역에서 새로운 수백의 단백질들을 발견한 것이다. 한 논문은 그러한 단백질들 193개를 발견했고, 또한 유사유전자(pseudogenes, 위유전자)에 의해서 만들어지는 140개의 단백질들을 함께 발견했다. 유사유전자는 이전에 깨진 유전자(broken genes) 또는 유전체 화석(genomic fossils)으로 분류되던 DNA의 한 카테고리였는데, 이제는 유전체에서 중요한 기능적 특성을 갖고 있는 것이 입증되고 있다.[2, 5] 연구자 중 한 명은 인터뷰에서, ”이것은 유전체가 더욱 복잡하다는 사실을 발견한 것으로, 이 연구에서 가장 흥미로운 부분이었다.” 그리고 ”193개의 단백질들이 비암호 영역으로 예측됐던 DNA 염기서열에서 나왔다는 사실은 세포가 DNA를 어떻게 읽고 있는지에 대해, 아직도 우리가 완전히 이해하지 못하고 있음을 의미한다. 왜냐하면 그 비암호 영역의 염기서열들도 명백히 단백질을 위한 암호를 가지고 있기 때문이다”라고 말했다.[1]
약간 다른 접근 방식을 가지고, 다른 연구팀은 유전체의 비암호 DNA 영역(non-coding DNA regions)으로 주장되던 부위에서 만들어진 430개의 새로운 단백질들을 발견했다.[3] 그리고 RNA 생성 영역으로부터 유래된 것들의 404개가 lincRNA(long intergenic non-coding RNA) 영역으로 불리는 단백질 암호 유전자들 사이에 위치하고 있었다.[6] 흥미로운 것은 lincRNA 유전자로 불려지기 위한 조건 중 하나가 단백질을 생성하지 않는 것으로 추정되는 것이었다. 이제 규칙의 변경이 고려될 필요가 있게 되었다. 이제는 지적설계(intelligent design)나 생물복잡성(biocomplexity)을 고려하는 패러다임의 변화가 있어야하지 않을까? 이렇게 초고도로 복잡한 DNA와 유전정보가 자연주의적 과정으로 우연히 생겨날 수 있었을까? 이제 ”이전의 생각보다 훨씬 더 복잡했다”라는 말은 세포의 신비를 연구하는 과학자들에게는 일상적인 말이 되어가고 있다.
References
1. Anonymous. 2014. Extensive Cataloging of Human Proteins Uncovers 193 Never Known to Exist. John Hopkins Medicine. Posted on hopkinsmedicine.org May 28, 2014, accessed June 5, 2014.
2. Kim, M. S. et al. 2014. A draft map of the human proteome. Nature. 509 (7502): 575-581.
3. Wilhelm, M. et al. 2014. Mass-spectrometry-based draft of the human proteome. Nature. 509 (7502): 582-587.
4. An analogy: Imagine that a car mechanic has a stack of blueprints (genes) to make several different kinds of cars (proteins). We may assume that he does, indeed, produce one sort of car for each blueprint, however that's not what happens. Instead, the mechanic makes a few changes to each blueprint, and he produces a variety of cars (isoforms) from each blueprint. We may think, 'That's fine. I can follow that.' But then, after the mechanic is finished, we see another mechanic come in and start making his own modifications to the cars already made (post-translational modification).
5. Tomkins, J. 2013. Pseudogenes Are Functional, Not Genomic Fossils. Acts & Facts. 42 (7): 9.
6. Tomkins, J. 2014. Mouse Study Shows 'Junk DNA' Is Actually Required. Creation Science Update. Posted on icr.org January 15, 2014, accessed June 5, 2014.
*Dr. Tomkins is Research Associate at the Institute for Creation Research and received his Ph.D. in genetics from Clemson University.
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/8193/
출처 - ICR News, 2014. 6. 18.
구분 - 4
옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5950
참고 : 5734|5784|5704|5653|5651|5512|5411|4879|4509|5474|5831|5836
