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단백질이 진화될 수 없음을 밝힌 한 새로운 연구
: 단백질은 돌연변이들로 개선될 수 없다.
(Study Shows Proteins Cannot Evolve)
Jeffrey Tomkins

   실험실에서 체계적으로 유도된, 박테리아의 한 간단한 단백질의 전체 아미노산 서열에 대한 돌연변이 결과가 발표됐다.[1] 결과는 가장 단순한 생명체의 단백질이라도 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducibly complex, 환원 불가능한 복잡성)’을 가진 화학적 구조를 가지고 있음을 보여주었다. 또한 돌연변이(mutation)에 의한 무작위적인 과정은 진화를 진행시킬 수 없음을 연구는 보여주고 있었다.

DNA는 세포가 단백질을 만드는데 사용하는 암호화된 정보를 가지고 있다. 그 유전정보에 따라 아미노산의 정확한 순서가 결정된다. DNA에 세 개의 연속적인 뉴클레오타이드 염기 순서가 단백질을 구성하는 한 아미노산의 암호를 이룬다. Nature 지에 게재된 논문에서, 연구자들은 박테리아의 한 유전자 전체의 DNA 암호를 연속적으로 변화시켜, 83개의 아미노산 사슬을 가진 한 단백질의 각 아미노산들을 돌연변이 시켰다. 그리고 돌연변이가 일어난 단백질이 세포 내의 생물학적 표적 물질과 상호작용하는지, 그 능력을 시험했다.
 
그들이 입증한 것은 단백질은 돌연변이에 고도로 민감한 특별한 부위를(이것은 이들 부위에 일어나는 단 하나의 아미노산 변화도 견딜 수 없음을 의미한다) 다양하게 가지고 있다는 것이었다. 이러한 부위의 돌연변이는 단백질의 기능을 파괴하고, 진화를 무효화시킬 것이다. 이러한 결과는 박테리아 단백질의 많은 부분에서 돌연변이를 시도했고, 그 결과 단백질은 진화될 수 없음을 강력히 비판했던, 그리고 지적설계 이론을 방어했던, 저명한 캠브리지 대학의 단백질 생화학자인 더글라스 액스(Douglass Axe)의 이전 연구를 지지하는 것이었다.[2, 3]

그들이 실험했던 단순한 박테리아의 단백질에서, 83개의 아미노산들 중 20개는 소위 무작위적인 진화론적 돌연변이 과정에 대한 접근금지(off-limits) 부위였다. 왜냐하면 이들 아미노산의 단 하나의 변화도 단백질의 기능을 정지시키기 때문이었다. 이러한 많은 돌연변이-저항 아미노산 위치들은 단백질의 리간드(ligand), 또는 화학적 결합 파트너(chemical binding partner)와 작용하는 주요 구획들 내에 있었다. 진화론자들에게는 불행하게도, 이들 구획들은 새로운 선택적 특성을 가지는 진화된 세포 상호작용을 구축을 위해, 돌연변이가 일어날 필요가 있는 부위에 정확히 위치하고 있었다.    

이 단백질의 다른 63개의 아미노산들은 단백질 기능의 완전한 파괴 없이 서로 독립적으로 변화될 수 있었지만, 그들의 변화도 단지 유사한 화학구조를 공유하는 19개의 다른 아미노산들 중 소수에 제한되어 있었다. 이것은 가장 핵심 부위(접근금지 구역) 밖의 아미노산들의 여러 변화들은 전체 단백질의 3차원적 특성을 부정적으로 변경시킬 수 있지만, 완전히 기능을 정지시키지는 못하기 때문이었다. 따라서 단 하나의 아미노산 돌연변이가 단백질의 비타협 부위(접근금지 부위) 이외에서 일어났더라도, 그것에 의해서 단백질의 기능은 자주 방해받게 되는 것이다. 그리고 이것은 10년 전에 더글라스 액스가 보고한 것과 동일한 발견이었다.[2] 

이전에 실시됐던 유사한 연구(이번처럼 심도 깊은 연구는 아니었지만)의 결과도, 가장 간단한 박테리아 단백질일지라도 무작위적 돌연변이(random mutations)로 한 단백질이 새로운 기능을 하는 단백질로 변화(진화)되기 위해서는 극복해야할 수많은 불가능한 장벽들이 있음을 보여주고 있었다. 또한 단백질의 핵심 부위들은 너무도 치밀하게 설계되어, 사실상 어떠한 변화도 견디지 못함을 보여주고 있었다.

만약 이러한 종류의 실험이 (83개의 아미노산 사슬을 가진 간단한 단백질에서가 아니라) 수백 개의 아미노산 순서를 가지는 더 복잡한 단백질에서 실시되었다고 상상해보라. 또는 금속 이온들, 탄수화물, 리보핵산 등이 단백질 구조에 통합되어있는 단백질 복합체(complex proteins)에서 실시되었다고 상상해보라.  

다시 한번, 상세한 분자생물학 연구는 간단한 것처럼 보이는 박테리아의 단백질 하나도 하나님의 손으로 창조되었음을 가리키고 있는 것이었다.


References

1. McLaughlin, R. N. et al. The Spatial Architecture of Protein Function and Adaptation. Nature. Published online before print, October 7, 2012.
2. Axe, D. 2000. Extreme functional sensitivity to conservative amino acid changes on enzyme exteriors. Journal of Molecular Biology. 301 (3): 585-595.
3. Axe, D. 2004. Estimating the Prevalence of Protein Sequences Adopting Functional Enzyme Folds. 341:1295-1315

* Dr. Tomkins is Research Associate at the Institute for Creation Research and received his Ph.D. in Genetics from Clemson University.

 

출처 : ICR News, 2012. 11. 9.
URL : http://www.icr.org/article/7092/
번역자 : IT 사역위원회

관련 자료 링크:

1. 진화의 증거는 단지 가정된 것임을 실험 연구는 보여준다. : 단백질은 조금씩의 변화로 다른 단백질이 될 수 없다. (Lab Studies Show Evolutionary 'Evidence' Is Merely Assumed)
2. 믿어도 될 단백질 기원의 확률
3. 가장 작은 세포도 예상했던 것보다 훨씬 복잡하다. : 마이코플라즈마는 387 개의 단백질이 필수적이었다. (Minimal Cell More Complex Than Expected)
4. 초기 산소는 생명 기원 캠프의 화재에 기름을 붓고 있다. (Early Oxygen Fuels Fire in OOL Camp)
5. 놀라운 G 단백질 수용체들 (Those Amazing G Protein Receptors)
6. 배아가 아닌 화석은 캄브리아기 폭발의 도화선을 꺼버렸다. (Fossil Non-Embryos Quench Cambrian Explosion Fuse)
7. 생명의 기원 : 추정 대 증거 (Origin of Life : Speculation vs. Evidence)
8. 과장 광고의 기원 : 생명체가 만들어지는 데에 지능이 필요 없다? (Origin of Hype : No intelligence to create life?)
9. 창고기에서 산호에 있는 녹색 형광 단백질이 발견되었다. : 수억 년이 분리된 생물에서 동일한 물질이 두 번 생겨났다? (Amphioxus Is Green, Like Coral)
10. 생명의 기원 : 원시 스프, 피자, 이제는 샌드위치? (Origin of Life: Food for Queazy Thought) 
11. 방사성물질의 모래에서 생명체가? (Nuke Sand, Get Life)
12. 진화론자들 드디어 ‘RNA 세계’를 포기하다.
13. 죽은 물질 분리법 : 생명체의 자연발생설을 거부하는 라세미 화합물
14. 운석들이 지구 생명체에 필요한 L-형 아미노산들을 운반하였다? (Meteorites Delivered the ‘Seeds’ of Earth’s Left-Hand Life)
15. 박테리아 편모의 모터는 단백질 클러치를 가지고 있었다. (Bacterial Flagellar Motor Has a Protein Clutch) 
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17. 단백질들은 매듭을 묶을 수 있다. (Proteins Can Tie Knots) 
18. 유전암호가 자연적 과정들에 의해 저절로 생겨날 수 있다는 과학적 증거에 대해 1백만 달러의 상금이 제안되었다. (Who wants to be a millionaire? : $ 1 million prize offered for scientific proof of ‘natural-process’)
19. 독성물질이 풍부한 행성은 생명체의 훈련장소? (Poison Planet Was Life’s Training Ground)
20. 단지 복잡한 것 이상의 특수한 복잡성 : 샤프로닌과 같은 단백질이 우연히 생겨날 수 있을까? (More Than Just 'Complex')
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23. 초기 지구의 대기는 환원성이 아니었다. : 산소가 풍부한 고대 암석은 진화론적 시간 틀을 혼란시키고 있다. (Ancient Oxygen-Rich Rocks Confound Evolutionary Timescale)
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29. 가장 간단한 미생물도 생각보다 훨씬 더 복잡했다. : 마이코플라즈마는 200 개의 분자기계들과 689 개의 단백질들을 만드는 유전자들을 가지고 있었다. (Simplest Microbes More Complex than Thought)
30. 80년 된 생명 기원의 원시 수프 이론은 폐기되고 있다. (Old Primordial Soup Is Spoiled)
31. 세포 내의 고속도로에서 화물을 운반하는 단백질 키네신 : 이 고도로 정교하고 효율적인 분자 기계가 우연히? (Molecular Highway Motor Comes into Focus)
32. 독성물질을 지닌 혜성이 지구에 생명을 실어 날랐다? : 포름알데히드가 생명체의 기원? (Poison Comets Brought Life to Earth)
33. 복잡한 세포는 박테리아로부터 진화될 수 없었다. (Study Demonstrates Complex Cells Could Not Evolve from Bacteria)
34. 세포의 기원 연구는 잘못된 과학을 사용하고 있다. (Origin of Cells Study Uses Bad Science)
35. 식물의 단백질 상호작용에 대한 가장 큰 유전자 지도가 작성되었다. (Largest-Ever Map of Plant Protein Interactions)
36. 최초의 세포가 우연히 만들어질 가능성은 더욱 낮아졌다. (First Cell's Survival Odds Not in Evolution's Favor)
37. 바이러스가 도약하여 최초의 세포가 될 수 있었을까? (Could a Virus Jump-Start the First Cell?)
38. 고도로 복잡한 단백질 모터는 진화를 부정한다. (Sophisticated Protein Motor Defies Evolution)
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40. 해결되지 않고 있는 L-형 아미노산 문제 (Left-Handed Amino Acid Puzzle Remains)
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44. 후성유전체 연구는 세포에서 교향악단을 발견했다. (Epigenome Project Finds Symphony in Cells)
45. RNA 편집 : 새로운 차원의 초고도 생물복잡성 (RNA Editing: Biocomplexity Hits a New High)
46. ‘수평 유전자 전달’이라는 또 하나의 진화론적 신화 (Another Horizontal Gene Transfer Fairy Tale)
47. 사람 유전체는 4차원의 세계로 되어 있다. (Human Nucleome Reveals Amazing 4D World)
48. 2015년 노벨 화학상으로 부각된 세포의 DNA 손상 복구 메커니즘은 진화론을 거부한다. (2015 Nobel Prize Highlights Cell Repair Mystery)
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50. 후성유전학적 암호는 이전의 생각보다 훨씬 더 복잡했다. (Epigenetic Code More Complicated Than Previously Thought)
51. 유전체 내 바이러스성 정크의 기능이 발견되다. (Viral Genome Junk Hits the Trash)
52. 정크 DNA가 기능이 있음이 또 다시 확인되었다. : 모티프라 불리는 DNA의 직렬반복과 유전자 발현 (Junk DNA…Trashed Again)
53. 3차원적 구조의 DNA 암호가 발견되다! : 다중 DNA 암호 체계는 진화론을 기각시킨다. (Three-Dimensional DNA Code Defies Evolution)
54. 내부 텔로미어로 보이는 염기서열은 풍부하고 기능적이다. (Internal Telomere-like Sequences Are Abundant and Functional)
55. 4차원으로 작동되고 있는 사람 유전체 : 유전체의 슈퍼-초고도 복잡성은 자연주의적 설명을 거부한다. (The four dimensional human genome defies naturalistic explanations)
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