태초에 하나님이 천지를 창조하시니라 (창세기 1:1)

LIBRARY

KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

세포도 인간 공학자처럼 제어 이론을 사용하고 있다!

미디어위원회
2019-12-18

세포도 인간 공학자처럼 제어 이론을 사용하고 있다! 

(Cells and Designers Both Use Control Theory) 

by Randy J. Guliuzza, P.E., M.D.


     새로운 한 연구는 생물이 어떻게 자신의 환경을 적극적으로 감지하고, 적응하는지를 설명하는 데, 첫 걸음을 시작하고 있었다. 몇몇 생물체는 한 메커니즘을 통해서, 변화하는 영양소의 농도, 호르몬, 또는 스트레스의 노출 수준을 추적한 다음, 필요할 경우 적절한 대응을 할 수 있다. 애리조나 대학의 앤드류 카팔디(Andrew Capaldi)는 이 놀라운 발견을 Nature Communications 지에 보고하고 있었다.[1] 그의 결과는 생물학적 기능들은 공학 원리에 의해 가장 잘 설명된다는, ICR의 주장을 지지하는 추가적 증거가 되고 있다.[2]

카팔디 팀은 효모(yeast) 종인 Saccharomyces cerevisiae에 들어있는 선천적 메커니즘을 사용하여, 몇몇 대사 경로가 조절된다는 가설을 테스트하기 위한 실험을 수행했다. 이는 인간 엔지니어가 설계한 제어이론 시스템과 유사한 것이다.

제어이론(control theory)은 매우 간단하다. 세 단계, 즉 1)입력되는 과정(물질 또는 정보), 2)입력된 것을 처리하는 과정, 3)출력물을 생산하는 과정을 조절하기 위해서, 인간 엔지니어는 그 시스템을 여러 센서 및 논리적 명령들로 연결해야 한다. 시스템을 정상 상태로 유지하려면, 어떤 센서가 그 출력물이 목표치와 편차가 있는지를 모니터링 할 필요가 있고, 중간 단계를 조절하기 위해 피드백 신호(feedback signal)를 보내는 과정이 있어야 한다. 또 다른 센서는 외부 환경에서 입력 물질의 급격한 변화를 모니터링 하고, 피드포워드 신호(feedforward signal)를 보내 처리 단계를 가속화하거나 느려지게 한다. 이 시스템은 "견고함" 및 "유연함" 모두를 갖추어, 변화할 수 있는 "탄력적인" 특성을 갖는다.

카팔디의 데이터는 효모 세포에서 2개의 대사 경로가 한 통합된 조절 회로에서 구별되는 역할을 한다는 것을 보여주었다. 제1 경로(TOR)는 대사와 관련된 출력물에 대한 정상 상태의 유전자 발현수준을 조절하고 있었다. 제2 경로(PKA)는 효모가 주요 외부 영양분인 글루코스 농도의 변화에 신속하게 적응할 수 있도록 해주는, 급속한 성장 및 중지 상태로의 전환이 일어나도록 유전자 발현을 조절하고 있었다.

카팔디의 팀은 효모에서의 대사 조절이 실제로 공학 원칙으로 가장 잘 설명된다는 것을 발견했다.

이러한 종류의 피드백 제어(제1 경로)는 두 가지 장점이 있는 것으로 알려져 있다. 첫째, 그것은 매우 정확하다. 단백질 합성 속도는 항상 세포가 이용할 수 있는 자원의 수준에 따라 설정된다. 둘째, 그것은 예측 가능 여부와 관계없이, 모든 변동에 대응하여 작동된다. 그러나 중요한 것은, 피드백 제어 모듈은 또한 한계가 있으며, 큰 외부적 변화에 대해 느리게 반응한다. 인공제어 시스템에는 종종 주요 입력신호에 대한 반응을 유도하는 피드포워드 제어 모듈이 포함된다. 그리고 다시 보다 정확한 피드백 컨트롤러 인계를 가능하게 하는 것이다. 이것이 바로 PKA 경로(제2 경로)의 기능이다.[1]

애리조나 대학교의 미카일라 메이스(Mikayla Mace)는 보도 자료에서, 카팔디 팀의 연구 결과를 요약하며 이렇게 말했다 : “세포는 그들의 환경에서 이용 가능한 자원에 대해 지속적으로 적응하고 있다. 그들은 세포가 영양소를 꾸준히 이용할 수 있을 때, TOR 경로는 세포가 적절한(일치하는) 속도로 함께 움직이도록 작동되는 것을 발견했다. 그러나 세포가 갑자기 특정 영양소를 풍부하게 얻게 되면, PKA 경로는 기어를 바꾸고, 생산물이 25배 증가하도록 한 후에, 자체적으로 꺼지고, 다시 훨씬 더 정확한 TOR 조절이 작동된다.” 메이스는 공학적 기본 원리를 강조하고 있었다. "화학 엔지니어들은 동일한 원리를 사용하여 온도를 엄격하게 조절한다."[3]

그러나 엔지니어들이 사용하는 것과 동일한 설계 원칙으로 작동되고 있는 효모 세포에서, 이러한 “제어 이론”의 기원을 설명할 때, 카팔디 팀은 합리적인 공학적 인과관계를 언급하고 있을까? 아니다. 그들은 그렇게 하지 않았다. 그 이유는 무엇일까? 우선 효모에서 공학적 인과관계를 지적설계로 기술한다면, 그 연구 결과는 Nature 지에 게재될 가능성이 없어진다. 그러나 이보다 더 중요한 것은, 연구자들의 사고가 자연을 인격화하는, 신화적인 진화론적 세계관으로 세뇌되어 있기 때문이다. 그들은 어떻게든 자연이 이러한 제어시스템을 진화시켰을 것이라고 믿고 있었다.[4] 메이스와의 인터뷰에서, 카팔디는 제2 경로는 “자연이 PKA를 추가시켰다”라고 주장함으로써, 자연을 의인화 하는 그의 생각을 드러내고 있었다.[3]

과학적 발견에 대한 진지한 논평을 덧붙이고 있는 애리조나 대학의 보도자료는, 자연을 의인화하는 신화적인 시나리오로 시작되고 있었다. 그들은 이 의인화라는 진화론적 도구를 사용하여, 공학적 원리가 왜 제어 이론과 생물학적 기능의 기초가 되는지를 설명하고 있었다. 보도자료는 이렇게 말한다 :

지난 150년 동안 엔지니어들은 제어 이론이라는 것을 사용하여, 느려짐(부족) 또는 과속(과다) 없이 동적 시스템을 안정화하는 방법을 개발하고 마스터해왔다. 이제 애리조나 대학 연구팀은 세포와 유기체가 제어이론의 원리를 따르는 복잡한 생화학적 회로를, 공학자들이 펜으로 도면에 그리기 수억 년 전에 이미 진화시켰음을 보여주었다.

보도 자료는 “제어 이론: 어머니 자연은 공학자(Control theory: Mother nature is an engineer)”는 제목을 통해, 자연이 어떻게든 의지력을 사용할 수 있다는 진화론적 맹신을 보여주고 있었다.

아이러니하게도, 우연히 무작위적 과정으로 생겨난 것과는 반대되어 보이는, 명백히 지적설계로 보이는 이러한 시스템에 대해서 카팔디는 이렇게 말하고 있었다. “우리 세포에는 30,000개의 단백질이 있으며, 생물학자들은 성장을 조절하는 수천 개의 단백질들 중 하나라도 잘못된다면, 질병에 걸릴 수 있음을 발견해왔다.” 그는 덧붙였다. “이 경로는 단순한 온/오프 스위치처럼 작동하지 않는다. 우리가 새로운 연구에서 보여준 것처럼, 이 경로들은 복잡한 회로, 심지어 컴퓨터처럼 작동되고 있었다.”[3] “수백 개의 신호들과 수백 개의 경로들이 서로 연결되어 있다”고 말하고 있기 때문에, 앞으로 과학자들은 새로운 사실들을 수없이 발견해낼 것 같다.

효모의 대사를 조절하는 제어 이론이 공학적 원칙에 의해 잘 설명된다는 사실은, 생물들은 설계되어 있다는 ICR을 비롯한 창조과학 단체들의 중심 가정을 다시 한 번 확인해주는 것이다. 카팔디의 연구 결과를 지적설계로 해석한다면, 생물체가 환경 문제를 신속하게 해결할 수 있는 공학적 메커니즘은 쉽게 이해될 수 있다. ICR은 이러한 경이로운 생물학적 시스템의 기원을 간단하게 설명할 수 있다. 그것은 설계되었기 때문에, 설계된 것처럼 보이는 것이다. 아마도 제어 이론과 그렇게 보이는 다른 시스템에 대한 연구들은 자연 만물의 창조주이신 주 예수 그리스도의 영원하신 능력과 신성을 실제적으로 보여주는 것일 수 있다.(롬 1:20).


References

1. Kunkel, J., X. Luo, and A. P., Capaldi, 2019. Integrated TORC1 and PKA signaling control the temporal activation of glucose-induced gene expression in yeast. Nature Communications. 10 (1): https://doi.org/10.1038/s41467-019-11540-y
2. Guliuzza, R. J. 2018. Engineered Adaptability: Adaptive Changes Are Purposeful, Not Random. Acts & Facts. 47 (6): 17-19.
3. Mace, M. Control theory: Mother nature is an engineer. Posted at uanews.arizona.edu on August 7, 2019, accessed September 1, 2019.
4. Guliuzza, R. 2011. Darwin’s Sacred Imposter: Natural Selection’s Idolatrous Trap. Acts & Facts. 40 (11): 12-15.
5. Guliuzza, R. J. 2018. Engineered Adaptability: Adaptive Solutions Are Targeted, Not Trial-and-Error. Acts & Facts. 47 (7): 17-19.

*Randy Guliuzza is ICR’s National Representative. He earned his M.D. from the University of Minnesota, his Master of Public Health from Harvard University, and served in the U.S. Air Force as 28th Bomb Wing Flight Surgeon and Chief of Aerospace Medicine. Dr. Guliuzza is also a registered Professional Engineer.



*참조 : 자료실/창조설계/생명체

http://creation.kr/LIfe


출처 : ICR, 2019. 10. 22.

주소 : https://www.icr.org/article/cells-and-designers-both-use-control-theory/

번역 : 미디어위원회



서울특별시 중구 삼일대로 4길 9 라이온스 빌딩 401호

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

고유번호 : 219-82-00916             Copyright ⓒ 한국창조과학회

상호명 : (주)창조과학미디어  /  대표자 : 오경숙

사업자번호 : 120-87-70892

통신판매업신고 : 제 2018-서울중구-0764 호

주소 : 서울특별시 중구 삼일대로 4길 9, 라이온스빌딩 401호

대표전화 : 02-419-6484

개인정보책임자 : 김광