경이로운 창조물들 - 생명체

2008-06-24

박테리아 편모의 모터는 단백질 클러치를 가지고 있었다.

(Bacterial Flagellar Motor Has a Protein Clutch) 


   2008년 6월 24일 - 고도의 지적설계로 보이는 박테리아의 편모(flagellum)는 또 하나의 설계로 보이는 장치로서 클러치(clutch, 엔진의 동력을 잠시 끊거나 이어주는 축이음 장치)를 가지고 있었다. Science 지는 ‘machine language’에서 이것을 다음과 같이 보고하고 있었다.[1] :

1400 pN-nm의 회전력을 발생시키는 모터(motor)에 의해서 동력을 얻는 세균의 편모는 100 Hz보다 더 큰 주기로 회전할 수 있다. EpsE(클러치 단백질)는 flagellar basal body와 결합되었을 때, 이 강력한 생물학적 모터를 무력화시킬 수 있었다. 이것은 클러치와 매우 유사한 방법으로, 동력원으로부터 동력전달 계통의 연결을 떼어내고 있었다.(fig. S5B). 편모 기능의 클러치 조절은 운동성을 조절하는 편모 유전자 발현의 전사 조절(transcriptional control)에 있어서 분명한 이점을 가지는 것이다. 대장균(E. coli)과 고초균(B. subtilis)과 같은 몇몇 박테리아들은 한 세포에 많은 편모들을 가지고 있다. 편모는 정교하고, 내구성이 있는, 동력학적으로 고효율적인, 분자 기계(molecular machine)이다. 그리고 운동을 정지하고자 할 때, 편모 합성을 처음부터 꺼버릴 필요가 없다. 한번 편모 유전자 발현이 불활성화 되면, 이미 존재하는 편모들이 분리되어 딸세포들 내에서 소멸되어질 수도 있다. 이에 반해, 클러치는 운동을 멈추기 위해 오직 한 단백질의 합성만을 요구한다. 더군다나 생물막 형성(biofilm formation)이 성숙되기 전에 유산되어진다 하더라도, 클러치에 의해서 편모 합성에 다시 초기 투자를 하지 않도록 하면서 한때 무력해진 편모들은 재활성화 할 수도 있다. 그래서 편모의 발현과 조립은 복잡하고 느리나, 클러치의 제어는 간단하고, 빠르고, 가역적일 수 있는 것이다.

따라서 클러치는 편모를 중립 기어에 놓아두고, 엔진이 꺼지도록 하지 않은 채 모터를 쉬게할 수 있는 것이다. 이 논문의 공동저자들 중 한 명인 하버드 대학의 호와드 버그(Howard Berg)는 이 분자 모터를 연구하기 위해서 수년 동안을 소비해왔다. 어떻게 그러한 클러치가 무작위적인 돌연변이와 자연선택을 통해 진화되어질 수 있었는지, 그 논문은 그 어떠한 설명도 하지 않고 있었다.    

어떻게 그 클러치가 작동되는 지에 대해서는 NSF News,  PhysOrg(2008. 6. 19), Science Daily(2008. 6. 23) 등을 클릭하여 살펴보라. ARN은 지적설계(intelligent design) 측면에서 그 논문을 다루고 있었다.  

 

[1] Blair, Turner, Winkelman, Berg and Kearns, “A Molecular Clutch Disables Flagella in the Bacillus subtilis Biofilm,” Science, 20 June 2008: Vol. 320. no. 5883, pp. 1636 - 1638, DOI: 10.1126/science.1157877. 

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이것은 자연에서 드러나고 있는 놀랍도록 복잡하고 경이로운 사례들 중에 또 하나의 사례이다. 진화론의 동화 같은 이야기는 관측되는 사실들과 점점 더 멀어지고 있다. 이러한 멋진 과학 법칙은 하나의 대중적 명칭을 필요로 하고 있다. 당신의 의견을 이곳으로(Write in) 보내달라.


출처 : CEH, 2008. 6. 24.

주소 : https://crev.info/2008/06/bacterial_flagellar_motor_has_a_protein_clutch/

번역 : IT 사역위원회

2008-03-19

곰팡이의 RNA 접합 메커니즘은 진화론에 타격을 가하다.

(Unique Fungal RNA Splicing Mechanism Strikes 

a Blow Against Darwinian Evolution) 

by Ira S. Loucks


     진화론적 자연주의(evolutionary naturalism)의 교리 중 하나는, 생명체가 진화되기 이전에는 오직 RNA들만 존재하는 ‘RNA 세계’가 존재했었다는(‘RNA world’ 가설) 것이다. 거기에서 RNA 분자는 홀로 정보를 전달하고, 효소반응도 수행했다는 것이다 [1]. 진핵생물(eukaryotes, 세포에 핵막으로 둘러싸인 핵을 갖는 생물)에서 유전자들은 암호화된 DNA 부분과 비암호화된 DNA(각기 엑손과 인트론) 부분들이 교차되어 구성되어 있다. 하나의 주어진 단백질이 만들어지기 위해서는, 이들 인트론 서열들은 DNA 서열들로부터 유래된 RNA 메시지로부터 절단되거나 접합(excised or spliced)되어야만 한다.

인트론(introns)들의 세 부류는 그룹 I, 그룹 II, nuclear pre-mRNA 로 설명되어 왔다 [2]. 그룹 I 인트론과 그룹 II 인트론은 둘 다 자가접합성(self-splicing)이다. (자가접합성이란 RNA 자체가 하나의 효소처럼 역할을 하고, 단백질의 도움 없이도 접합 작용을 수행하는 것을 의미함). 이들 인트론들은 진핵생물의 세포기관(미토콘드리아)과 박테리아의 세포기관에서 발견되어진다. 그룹 I 과 그룹 II 인트론의 자가접합 반응을 촉매하는 능력은 ‘RNA 세계’ 가설을 지지해 주었다. 왜냐하면 최초에 단백질들은 단순한 접합을 만드는 데에 효소반응을 필요로 하지 않았을 것이기 때문이었다. 그러나 동물이나 식물 같은 더 고등한 진핵생물들은 nuclear pre-mRNA 인트론들을 제거하기 위해서, 하나의 커다란 단백질과 스플라이세오좀(spliceosome)으로 알려진 RNA 함유 복합체(RNA-containing complex)를 이용한다. RNA-단독(RNA-only)의 접합에서 단백질-기초(protein-based) 접합으로의 진화는 전혀 관측된 바도 없고, 밝혀진 바도 없다.

PhysOrg.com에 실린 최근의 한 논문은[3], RNA-단독 접합기능으로부터 단백질-기초 접합기능으로의 진화에서 이 ‘잃어버린 고리(missing link)’에 대한 추정적인 설명을 크게 선전하고 있었다. 퍼듀 대학(Purdue University)의 과학자들은 Nature 지에 한 논문을 발표했는데, 단백질 tyrosyl-tRNA synthetase(TyrRS)에 대한 결정 구조는 그룹 I의 인트론 RNA와 결합되어 있다는 것이다.[4] 그룹 I 인트론들은 접합을 위해 단백질을 필요로 하는 것이 관측되지 않았기 때문에, 이것은 진화가 RNA-단독 접합반응으로부터 단백질-기초 접합반응으로 진화된 증거로 보여진다는 것이다. 하지만 이것이 정말로 진화의 증거인가?


자세히 살펴보기

Nature 지 논문에서, 연구원들은 그룹 I 인트론들의 효율적인 접합을 위해 TyrRS 단백질을 요구하는 Neurospora crassa(활동일주기, 감수분열, 유전자 발현억제 등과 같은 주제들을 연구하기 위한 모델로서 사용되는 곰팡이)라는 모델 진균류에서의 그룹 I 인트론을 기술하고 있었다. TyrRS 단백질의 일부가 인트론 제거 동안 RNA 분자의 안정화에 도움이 됨으로서, 이것은 RNA-단독 접합으로부터 단백질-기초 접합 반응으로 진화가 진행되었다는 가설에 있어서 중요하다. 다른 그룹 I 인트론에서 이것은 전적으로 RNA 자체에 의해 일어난다. 

Pezizomycotina 아문(subphylum)에서만 발견되는 이 적응형태는 RNA-단독 접합에서 단백질-기초 접합 반응으로의 진화에서 ‘잃어버린 고리’라고 칭송되었다. PhysOrg.com 기사는 저자들 중 한 사람의 글을 다음과 같이 인용하고 있었다 : “결정 구조는 진화 도중에 단백질 분자들이 RNA 분자들의 생물학적 기능을 어떻게 돕게 되었는지, 그리고 궁극적으로 이전 RNA에 의해서 수행되던 추정적인 역할들을 어떻게 돕게 되었는지에 대한 스냅사진(snapshot)을 제공하고 있다.” 정말일까? 그 논문에 따르면, 이 시스템은 Pezizomycotina 에서만 독특하다. 즉 다른 어떠한 곰팡이들도, 그리고 진핵생물(즉, 동물)들 중 어느 것도 그룹 I 인트론 접합에 대한 이 메커니즘을 소유하고 있지 않다. 만약 이 시스템의 스냅사진이 어떻게 단백질들이 RNA의 역할들을 탈취했는지를 보여준다면, 왜 이 시스템은 고등한 진핵생물들 중에서 더 보편적으로 존재하지 않는가?

PhysOrg.com의 기사는 이 접합 시스템의 독특한 특성을 얼버무리고 있었다. 이 기사에서 기술된 N. crassa의 TyrRS 단백질은 Pezizomycotina 아문(subphylum)에 있는 TyrRS 단백질에 비해 독특한 3개의 구역(domains)을 보여주고 있었다. 이들 3 개의 단백질 구역들은 절단되는 인트론 안의 RNA 부분들을 안정화하는 역할을 한다. 저자들은 효소로 작용하는 이들 그룹 I 인트론들의 활동적 부분들은 RNA-단독 표면으로부터 이전에는 사용되지 않던 TyrRS 단백질의 표면을 포함하는 쪽으로 여러 단계를 경유하여 확장되어졌다고 가정하였다. 저자들은 이것이 진화론적 시간으로 비교적 짧은 기간(약 3억6천만 년 전) 안에 일어났다고 말하였다. 그러나 그들은 N. carassa의 TyrRS 단백질 안에 있는 이들 3가지 독특한 단백질 구역(protein domains)들의 출현에 대한 합리적인 설명을 제시하지 않고 있다. 다만 그것들이 그 단백질의 사용되지 않은 영역에서 그냥 발생했을 것이라고(처음에는 어떤 종류의 자연선택 압력도 없었을 것임에도) 추정하고 있을 뿐이다. 이러한 주장은 이 독특한 RNA-단백질 구조의 기원에 관한 순환논법(circular-reasoning)이 되고 있는 것이다. 이 독특한 단백질 구역들이 Pezizomycotina의 다른 멤버들을 제외하고 어떤 진핵생물에서도 나타나지 않는다는 사실은, 그들이 진화론적으로 중요하다는 주장에 반하는 것이며, RNA-단독 접합에서 RNA와 단백질로의 접합 메커니즘의 진화에 대한 증거로서 이 자료들이 의심스러운 것임을 강조하는 것이다.

 이들 자료들에 대한 성경적 견해는, N. crassa 안에 존재하는 인트론 접합 시스템(splicing system)은 독특하게 설계된 시스템이라는 것이다. 오직 Pezizomycotina에만 존재하는 이 접합 시스템은, 진핵생물에 속하는 이 아문이 하나님에 의해 창조된 곰팡이들 중 구별된 한 종류(kind)일 수도 있다는 것이다. 다른 미생물들에 대한 유사한 연구로부터 수집된 자료들은, 어떻게 이런 유기체들이 여러 창조된 종류들로 분리되는지에 대한 통찰력을 제공할 수 있으며, 우리의 일상생활에서 매우 중요한 이 놀라운 창조물들에 대한 중요한 분류학적 질문에 대한 답을 줄 수도 있다.


*Ira S. Loucks는 저자의 필명이다. 저자는 이 글과 관련된 분야에서 박사 학위를 가지고 있으며, 북미의 동부에 있는 저명한 연구소의 과학자이다. 그는 좀더 안정적인 선임직을 획득할 때까지 창조과학자임을 밝히기를 꺼려하고 있다.


Footnotes

1. Walter Gilbert, “The Origin of Life: The RNA World,” Nature 319 (1986): 618. 

2. Benjamin Lewin, Genes VII (New York: Oxford University Press, 2000). 

3. PhysOrg.com, Scientists find missing evolutionary link using tiny fungus crystal, January 2, 2008. 

4. Paul J. Paukstelis et al., “Structure of a tyrosyl-tRNA synthetase splicing factor bound to a group I intron RNA,” Nature 451 (2008): 94–97. 


출처 : Answers Magazine, 2008. 3. 19.

주소 : https://answersingenesis.org/genetics/fungal-rna-splicing-mechanism/

번역 : IT 사역위원회

2003-09-23

원숭이가 셰익스피어의 글을 우연히 타이핑할 수 있는가?

(Monkey madness)

by David Catchpoole

   

     생명체(life)가 우연히 발생하였다고 주장하는 진화론자들은, 아무리 일어날 것 같지 않은 일들도 충분한 시간(enough time)만 주어진다면 어떤 것이라도 일어날 수 있다고 자주 주장한다.[1] 예를 들면, 저명한 진화론자 줄리안 헉슬리(Julian Huxley, 1887–1975)는 충분한 시간만 주어진다면, 원숭이의 무작위적인 타이핑도 결국 완전한 셰익스피어(Shakespeare)의 작품을 만들어낼 수 있을 것이라고 말했다.[2]  

그때 이후로, 스티븐 호킹(Stephen Hawking)과 리차드 도킨스(Richard Dawkins) 같은 사람들 또한 원숭이의 무작위적인 타이핑이 세익스피어의 4행시(sonnets) 중의 하나, 또는 적어도 그의 작품 중의 한 문장(a sentence)을 만들 수도 있을 것이라는 유사한 말들을 하였다.  

그러나 플리마우스 대학(Plymouth University, UK)의 연구원들은 페인톤 동물원(Paignton Zoo)에 갇혀있는 여섯 마리의 술라웨시 원숭이(Sulawesi Crested Macaques)에 키보드와 컴퓨터 스크린를 설치했을 때, 셰익스피어의 작품을 멋지게 타이핑하는 결과를 얻을 수 없었다. 그들은 하나의 4행시 커녕, 하나의 단어(single word)도 제대로 얻지 못했다. 아니, 연구원들이 1달 동안 6마리 원숭이에 1대의 컴퓨터를 주었을 때, 그들이 얻을 수 있었던 것은.... 혼란이었다.[3] 

우두머리 수컷이 했던 첫 번째 일은 돌을 발견하고, 그것으로 컴퓨터를 두들기기 시작하는 것이었다. 그 다음에, 더 젊은 원숭이가 와서 키들의 일부를 누르기 시작했다. 그리고 대부분의 시간 동안 원숭이들이 하는 일은 컴퓨터 위에 올라가 앉아있거나 뛰어 내리는 것이었고, 그것을 화장실로 사용하는 것이었다. (컴퓨터는 투명한 비닐로 보호되었고, 그럼에도 원숭이들은 그들의 손가락으로 키보드를 칠 수 있도록 설치되었다). 1 개월 후에, 원숭이들은 ‘S’ 자로 주로 구성된 5 페이지의 본문을 생산해 내었다. 그러나 단 하나의 확인할 수 있는 단어도 찾아볼 수 없었다. ‘A’ 자는 사용되어진 유일한 모음이었고, 4 페이지까지 출현하지 않았다.    

맞지 않는 철자들의 결과에도 불구하고, Elmo, Gum, Heather, Holly, Mistletoe, Rowan 라는 이름의 원숭이들의 결합된 노력은 ‘셰익스피어의 완전한 작품을 향한 노트(Notes Towards the Complete Works of Shakespeare)’ 라는 제목으로 셰익스피어 공연과 결합하여 한정판 책으로 판매되는 데에 이용되었다.[4, 5] 

셰익스피어의 완전한 작품을 향한? 원숭이들이 했던 일은 확실히 어떠한 진화의 증거도 될 수 없다. 그리고 계산들이 보여주는 것처럼, 원숭이들이 매초에 한 번씩  멈추지 않고 계속하여 자판을 무작위적으로 누른다 할지라도, 단 한 줄의 지적인 문장을 얻는 데에는, 진화론이 추정하고 있는 우주의 나이보다도 수십억 배는 더 걸릴 것이다.[1] 

‘우연 +시간’이 생명체를 만들어낼 수도 있었을 것이라는 생각에 대해서, 프레드 호일(Sir Fred Hoyle) 경은 다음과 같이 말했다.

“눈을 가린 10^50 명의 사람들 (이것은 10만×10억×10억×10억×10억×10억 명의 사람들에 해당하는 숫자로, 이들이 어깨동무를 하고 서 있다면 지구를 가득 채우고도 남을 것이다)이 루빅 큐브(Rubik cube)를 하나씩 들고 그것들을 아무렇게나 돌리기 시작하여 우연히 모두 다 맞추었을 확률을 상상해 보자. 그러나 이 확률은 생명체를 구성하는 많은 고분자물질들(biopolymers) 중에 단지 하나가 우연히 생겨날 확률 정도와 같은 것이다. 이 지구의 원시 스프(primordial soup)에서 고분자물질들 뿐만이 아니라, 하나의 살아있는 세포를 작동시킬 수 있는 프로그램이 우연히 생겨났다는 개념은 명백하게 ‘고도의 난센스(nonsense of a high order)’ 이다.”           


References and notes

1. Grigg, R., Could monkeys type the 23rd Psalm? Creation 13(1):30–34, 1990.

2. Sunderland, L., Darwin’s enigma, Master Books Inc., Arkansas, USA, pp. 70–71, 1988. 

3. Adam, D., Give six monkeys a computer, and what do you get? Certainly not the Bard, The Guardian, 9 May 2003, p. 3. 

4. Also can be viewed at the website: <www.vivaria.net/experiments/notes/publication/>, 15 May 2003.  

5. It is not altogether clear what the researchers were trying to achieve in this exercise.  Associated website documentation says that Notes Towards the Complete Works of Shakespeare was produced in response to the ‘familiar idea’ that monkeys with typewriters will eventually produce the complete works of Shakespeare. ‘[The project] aims to raise questions in the minds of viewers … as to the role of chance in evolution and the creative process. An orthodox Darwinian view of evolution is that … only the fittest survive and produce offspring.  This not only oversimplifies the issue but also makes an unacceptable political metaphor—where the rich get richer and the poor get poorer. … The project aims to address these ideas, … and in turn provide a much more acceptable political metaphor.’ <www.vivaria.net/experiments/notes/documentation>, 15 May 2003. 


출처 : Creation 25(4):23, September 2003

주소 : https://creation.com/monkey-madness

번역 : IT 사역위원회



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