점액을 구성하는 뮤신의 기원은?
(Mucin in the Mucous)
by Frank Sherwin, D.SC.(HON.)
대부분의 사람들은 끈적끈적한 점액(mucous)에 대해 호감을 갖고 있지 않다. 그것은 저녁 식사에서 나눌 주제가 아닌 것 같다! 그럼에도 불구하고, 우리의 삶은 대부분의 생물(박테리아와 효모를 포함하여 척추동물과 무척추동물들)에서 발견되는 이 묽고 점액질의 물질에 의존하고 있다. 비록 많은 사람들이 역겹게 느끼고 있지만, 점액은 생물의 삶에 필수적이다.
점액은 탄력성, 유동하며 변화될 수 있는 능력, 재-풀림(re-annealing)에 의한 자가-복구(self-repair) 능력, 등을 포함하여 탁월한 특성을 갖고 있어서, 병원균을 포획하고 움직이지 못하도록 하는데 이상적이며, 미생물 감염에 대한 장벽 역할을 한다.[1]
점액은 뮤신(mucin, 점액소)으로 구성된 놀랍도록 복잡한 화합물로서, 배상세포(goblet cells, 술잔세포)라고 불리는 특별한 점액 세포에서 분비된다. 그것은 창조주에 의해서 설계된 것으로, 당신의 부비강, 비강통로, 목구멍, 폐에 있는 점막(상피세포로 구성)을 덮고 있어서, 건조해지는 것을 막기 위해 고안된 것이다. 그러나 점액은 또한 바이러스와 박테리아를 포획하도록 설계되었다.
점액을 구성하는 뮤신의 기원은 무엇이었는가? 진화론자들은 뮤신이 아닌 단백질로부터 조금씩 변해서 뮤신이 생겨났을 것이라고 말할 수 있을 뿐이다. 새로운 뮤신은 "뮤신이 아닌 단백질을 뮤신으로 변형시킨, 한 부가적 과정을 통해 진화한 것으로 보인다"는 것이다.[2] 그들은 이러한 "뮤신화(mucinization)" 사건이 "뮤신이 아닌 단백질"로부터 시작되었다고 제안한다. 그리고 나서, 진화는 어떤 알려지지 않은 시점에 성장하는 분자에 새로운 부분을 추가했고, 새로운 영역은 복제되었고, 단백질은 길어졌고, 뮤신이 나타났다는 것이다. 버팔로 대학의 오머 곡쿠멘(Omer Gokcumen)은 이렇게 말한다. "이것은 하나의 진화적 묘기(evolutionary trick)이다"[2] 그러나 이 모든 것은 이론에 불과한 것이다. 실제로 창조론자가 무언가를 "창조적 묘기"라고 설명한다면, 진화론자들은 어떤 반응을 보일까?
창조론자들은 뮤신이 부드러울뿐만 아니라, 신체의 다른 부분에서 적절한 두께로 존재하여, 생물의 생리적 요구 사항을 충족시킬 수 있도록 만들어졌다고 믿고 있다. 그러나, 세속적 과학자들은 단백질을 뮤신으로 변환시키기 위해 진화에 호소한다.
비록 많은 뮤신들이 다양한 포유류 집단들 사이에서 공통 조상을 공유하고 있지만, 연구팀은 진화가 (아미노산의) 반복적 추가를 통해, 비뮤신 단백질을 뮤신으로 전환시킨 것으로 보이는 15개의 사례를 인용했다.[2]
그들은 뮤신의 "초기" 기원을 무척추동물에서 보고있다. 뮤신은 해면동물(sponges, Porifera), 산호(corals, Cnidaria), 빗해파리(comb jellies, Ctenophora)와 같은 무척추동물에서도 발견된다. 뮤신은 살아있는 생물 어디에서나 있다. 이것은 진화론자들이 뮤신이 보존되었다거나, 장구한 지질학적 시간 동안 뮤신은 변하지 않았다고 말하게 만들었다. "이들(뮤신의) 유전자 서열은 척추동물 전반에 걸쳐 잘 보존되어 있다."[3] 이것은 무척추동물에게도 사실이다 : "이들 단백질은 후생동물의 진화 초기에 존재했다."[3]
창조론자들은 하나님이 독특한 환경적 적소들에서 생물들이 살아가는 것을 돕도록, 많은 다양한 뮤신들을 창조하셨다고 믿는다. 다른 말로 하면, 어떤 뮤신은 다른 종에는 존재하지 않는다.뮤신은 대략 6천년 전에 창조되었고, 살아있는 생물들이 창조된 이래로 항상 뮤신이었다.
References
1. Bakshani, C. et al. 2018. Evolutionary conservation of the antimicrobial function of mucus: a first defence against infection. Pubmed. Posted on pubmed.ncbi.nlm August 24, 2019, accessed August 26, 2022.
2. Hsu, C. The evolution of mucus: How did we get all this slime? University at Buffalo Research News. Posted on buffalo.edu August 26, 2022, accessed August 29, 2022.
3. Lang, T. et al. 2016. Searching the Evolutionary Origin of Epithelial Mucus Protein Components-Mucins and FCGBP. Molecular Biological Evolution. 33 (8): 1921-36.
*Dr. Sherwin is Research Scientist at the Institute for Creation Research. He earned an M.A. in invertebrate zoology from the University of Northern Colorado and received an Honorary Doctorate of Science from Pensacola Christian College.
*관련 글 : Slimy Evolution (CEH, 2022. 8. 29)
https://crev.info/2022/08/slimy-evolution/
*참조 : 먹장어는 다윈을 괴롭히고 있다 : 1억 년(?) 전의 화석 먹장어도 경이로운 점액을 만들고 있었다.
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1억 년(?) 전 먹장어 화석에 아직도 점액이 남아있었다.
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개구리 발바닥을 모방하라! : 더러운 곳과 물속에서도 사용할 수 있는 접착 테이프
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개구리의 경이로운 혀와 침!
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기능을 하지 못하는 중간체의 문제 : 진화론의 근본적인 결함
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생명의 분자적 기초에서 볼 수 있는 설계의 증거 : 눈, 섬모, 편모, 그리고 설계에 대한 이해
http://creation.kr/IntelligentDesign/?idx=1291583&bmode=view
출처 : ICR, 2022. 9. 12.
주소 : https://www.icr.org/article/mucin-in-the-mucous/
번역 : 미디어위원회
눈의 각막은 생리학자들을 놀라게 만든다
(Eye Cornea Stuns Physiologists)
by Jerry Bergman, PhD
각막 : 몇 주 전에 생각했던 것보다 더 복잡했다.
과학이 발전함에 따라 진화론은 퇴보한다.
생물의 지적설계(intelligent design)를 지지하는 새로운 과학적 발견들이 거의 매주 이어지고 있다. 이 글에서 검토한 연구도 다르지 않다.
오랫동안 눈을 보호하는 각막(cornea, 투명한 외부 덮개)에는 기억 T 세포(memory T cells)가 없다고 믿어왔다. 왜냐하면 어떤 공격적 면역세포는 각막 조직의 투명한 층을 손상시킬 수 있고, 결과적으로 시력을 현저하게 저하시킬 수 있기 때문이었다. 빛을 제대로 굴절시키기 위해서는, 각막은 방해하는 입자들 없이 투명하게 유지되어야 한다. 각막의 앞쪽 층의 높은 투명도는 시야를 선명하게 하기 위해서 중요하다. 각막은 다섯 개의 주요 층으로 이루어진 복잡한 구조이다 : 상피(epithelium), 보우만막(Bowman’s membrane), 실질(stroma), 데스메막(Descemet’s membrane), 내피(endothelium, most inner layer). (그림 1을 보라).
그림 1. 각막의 5가지 주요 층(두께 척도는 사용 안함). <From Wikimedia Commons. Illustration by Parker Ludwig>.
각막의 구조
바깥쪽의 상피(epithelium) 층은 이물질이 눈에 들어오는 것을 방지하는 중요한 장벽을 제공한다. 이것은 기저세포의 단일 층과, 각질화되지 않은 층상의 5개의 세포 층, 치밀하게 접합되어 함께 붙어있는 중층편평상피세포(stratified squamous epithelial cells)로 구성되어 있다. 이 층은 유체 손실을 줄이고, 병원체의 침투로부터 눈을 보호하는 효과적인 장벽을 형성한다.[1]
보우만막(Bowman’s membrane)은 주로 콜라겐 섬유(collagen fibers)로 구성되어 있는데, 콜라겐 섬유는 각막을 구조적으로 보강하고, 각막의 적절한 형태가 유지되도록 한다.
각막 두께의 90%는 주로 실질(stroma) 층으로 이루어지는데, 주로 물과 콜라겐으로 구성되어 있으며, 각막에 필요한 구조적 무결성 및 유연성과 강도를 제공한다. 눈을 비빌 때처럼, 각막에 가해지는 압력은 각막의 탄력성과 형태를 유지하려는 능력에 의해 보상된다.
데스메막(Descemet’s membrane)은 내피(endothelium)를 각막에 고정시키는 동시에, 영양분과 고분자가 각막의 실질 내로 들어갈 수 있도록 한다.[2] 윤부(limbus)로 알려진 각막공막경계(corneoscleral junction)는 공막(sclera)으로부터 각막을 구분하는데, 공막은 눈의 구조적 무결성을 지지하는 해면질의 섬유아세포 결합조직으로 구성되어 있다.
각막 내피(endothelium)는 각막의 뒷면에 있는 분화된, 납작한, 미토콘드리아가 풍부한 세포들로 구성된다. 그것은 각막의 뒷면을 가로지르는 유체 및 용질(solute) 수송을 조절하여, 광학적 투명성에 필요한 약간의 탈수 상태를 유지한다.
각막은 눈물과 눈 속의 수양액(aqueous humor, 방수)로부터 영양분을 공급받는다. 다양한 감염성 질환 및 염증성 질환에 기인한 각막의 흉터는 시력 감퇴와 심각한 경우 실명으로 이어진다.
이 복잡한 구조는 눈을 보호하기에 적합하다.
지금까지, 이 복잡한 각막 구조만으로도 박테리아와 바이러스의 공격으로부터 눈을 충분히 보호할 수 있는 것으로 추정됐었다. 게다가 "공격적인 면역세포는 투명한 조직 층들을 손상시키고 시력을 방해할 수 있기" 때문에, 시력을 보호하기 위해 면역 반응은 억제되는 것으로 알려져 있었다.[3] 연구자들은 면역에 관여하는 특별한 기억 T 세포(memory T cells)가 투명한 각막에 정상적으로 존재하지 않는다고 가정했었다. 그리고 T 세포가 각막에서 면역 기억 집단을 형성하고 지속하는지 여부는 명확하지 않았다.[4] 이제 새로운 발견에 의하면, 조직을 둘러싸고 있는 특수한 면역 세포들이 병원균을 공격할 준비가 되어 있다는 것이 확인되었다. 게다가, 이전에 접촉했던 병원체를 빠르게 공격하는 T 세포인, 긴 수명의 면역 세포(long-lived immune cells)는 감염 후에도 지속되는 '면역 기억(immune memory)'을 생성하는 것이 이제 밝혀졌다.
연구 방법
존스 홉킨스 대학의 연구자들은 강력한 다중광자 현미경(multiphoton microscope)과 이광자 생체 현미경(intravital two-photon microscopy)을 사용했는데, 여기에서 이광자 형광 들뜸(two-photon fluorescence excitation)은 두 개의 광자가 형광단(fluorophore, 광 들뜸으로 재발산이 가능한 형광 화합물)에서 서로 펨토초(femtosecond, 1천조 분의 1초, 또는 10^-15초) 내에 도달함으로써 원인될 수 있다. 이 기법은 6마리의 건강한 성체 쥐의 살아있는 각막을 검사하는데 사용되었다.
단순 헤르페스 바이러스(herpes simplex virus)에 감염됐던 눈에서, 그들은 면역 기억세포의 전구체인, 세포독성 T세포(cytotoxic T-cells)와 헬퍼 T세포(T-helper cells)가 각막에 침투하여, 감염 후 한 달 동안 지속되는 것을 보았다. 추가 연구를 통해서, 세포독성 T세포가 각막에 상주하는 긴 수명의 기억 세포로 발전하는 것이 밝혀졌다.[5]
새로운 연구는 "T세포가 건강한 각막에서는 발견되지 않는다는 현재의 생각을 뒤집고, 바이러스 감염과 싸우고 순찰하는, 긴 수명의 기억 T세포가 각막에 존재하며, 감염에 대한 눈의 면역 반응에 대한 우리의 이해를 넓혀주고 있다"고 결론내리고 있었다.[6]
그림 2. 척추동물 눈의 주요 구조들.
이 발견은 눈의 각막 구조가 이전에 믿고 있었던 것보다 훨씬 더 복잡하다는 것을 보여준다.[7] 이 발견이 시사하는 바는 치료하지 않을 경우 실명을 유발할 수 있는 만성 안구건조증, 각막 이식 거부반응, 특정 자가면역질환을 앓고 있는 사람의 진행성 각막 상실 등과 같은 질병에 대한 더 나은 이해를 포함한다. 각막 감염은 아프리카에서 더 흔하며, 다행히 선진국에서는 드물게 발생한다.[8] 각막 실명의 주요 원인으로는 비타민 A 결핍, 세균·진균·바이러스 감염 후유증, 안구 외상, 선천성 질환, 전통요법 및 가정요법(통증 완화나 시력 개선에 도움이 되기보다는 눈을 해치는 경우가 많다) 등이다.
요약
새로운 연구는 눈의 각막에 침입한 병원균이 긴 수명의 기억 T세포를 촉발시킬 수 있다는 것을 밝혀냈다. 이러한 반응을 통해 우리는 눈 구조의 복잡성과 그것을 보호하기 위해 내장된 보호 수준을 더 잘 이해할 수 있게 되었다. 이 발견은 눈의 복잡성에 대한 과학적 지식을 더해주고 있으며, 어떻게 그것이 평생 동안 건강하게 작동될 수 있는지를 보여준다. 의심할 여지 없이 더 많은 연구들이 이루어지면, 과학자들은 눈이 얼마나 잘 설계되었는지 배울 수 있게 될 것이다. 눈은 지적설계와 전문적 생체공학에 대한 증거인 것이다.
References
[1] “Corneal Epithelium.” LifeMap Discovery. https://discovery.lifemapsc.com/in-vivo-development/eye/corneal-epithelium, 2022.
[2] Khurana, A.K., and Indu Khurana. Anatomy and Physiology of Eye, Third Edition. CBS Publishers & Distributors: New Delhi, India, 2017.
[3] Mallapaty, Smriti. A surprise in the eye: Long-lived T cells patrol the cornea. Nature; https://www.nature.com/articles/d41586-022-01578-2, 3 June 2022.
[4] Loi, J.K., et al., Corneal tissue-resident memory T cells form a unique immune compartment at the ocular surface. Cell Reports 39(8):110852, 24 May 2022.
[5] Mallapaty, 2022.
[6] The Peter Doherty Institute for Infection and Immunity. Cornea T cells protect eyes from viral infections, researchers discover. Science Daily; https://www.sciencedaily.com/releases/2022/05/220524110713.htm, 25 May 2022.
[7] Loi, et al., 2022.
[8] “Corneal Blindness.” See International; https://www.seeintl.org/corneal-blindness/.
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출처 : CEH, 2022. 6. 14.
주소 : https://crev.info/2022/06/eye-cornea-stuns-physiologists/
번역 : 미디어위원회
창조의 달콤한 향기
: 1조 개의 냄새를 맡을 수 있는 사람의 코
(The Sweet Smell of Creation)
by Frank Sherwin, D.SC. (HON.)
후각(olfaction)은 냄새를 맡아 향기를 탐지한다. 과학적 발견이 계속됨에 따라 후각 시스템의 놀라운 사실들이 밝혀지고 있다. 사람의 코(nose)는 1조(a trillion) 개의 냄새들을 탐지할 수 있었다.[1] 이는 이전에 평가했던 것보다 상당히 많은 수치이다. 수백만 명의 사람들이 코로나-19 감염으로 일시적으로 후각을 잃었다. 이는 이 분야의 연구와 조사가 증가되도록 하였다.
냄새를 맡는 과정의 기본 해부학적 구조는 알려져 있었다.
후각은 동물과 사람들이 주변 세계의 화학적 성질을 식별할 수 있게 해준다. 코의 감각 뉴런은 냄새 분자들을 감지하고, 냄새 처리가 일어나는 전뇌의 한 구조인, 후각 망울(olfactory bulb)에 신호를 전달한다. 후각 망울은 보다 복합적인 처리를 위해서, 후각 피질의 주요 구조인 조롱박 피질(piriform cortex)에 정보를 전달한다.[2]
창조주 예수님은 향수, 피자, 커피와 같은 냄새 분자들을 감지하는 복잡한 감각 뉴런을 우리의(포유류 및 다른 육상동물에도) 비강에 설계하셨다.
사람이 코로 숨을 들이마실 때, 비강 안의 수백만 개의 (개에는 더 많이 있는) 후각 뉴런을 통과한다. 이 특별히 설계된 뉴런은 G 단백질 연결 수용체(G-Protein Coupled Receptors, GPCR)라고 불리는 표면 수용체를 갖고 있다. 리간드(ligand)라고 불리는 냄새 분자는 특히 G 단백질 수용체와 결합하고, 즉시 뉴런 내에서 생화학적 반응의 단계들(세포내 아데닐 고리화효소 성분, intracellular adenyl cyclase components)을 작동시킨다.
휘발성 분자(리간드)가 G 단백질 수용체에 의해 인식될 때, 활성화되어 뇌의 후각 망울로 전달되는 신호를 생성하고, 그것은 하나의 냄새로 번역된다. 후각 시스템은 매우 다양한 환경에 대응하므로, 매우 신속하게 적응할 수 있어야 한다.[4]
이 수용체들은 실제로 어떻게 기능할까? 진화론자들은 알지 못한다.
하지만 과학자들은 어떤 냄새가 어떤 수용체에 결합하는지, 그리고 이 복잡한 과정이 어떻게 특정한 냄새를 해석하도록 하는지 완전히 이해하지 못하고 있다. 사실 포유류에서 후각 수용체가 어떻게 기능하는지, 또는 이 큰 유전자 그룹이 어떻게 다른 진화적 도전에 대응하여 진화해왔는지에 대해서는 거의 알려져 있지 않다.[5]
최근 "각 후각 뉴런(olfactory neuron)은 인간에서 약 450개, 생쥐에서 약 1200개의 목록에서 선택된, 하나의 후각 수용체를 암호화하는 오직 하나의 유전자에 의해서 발현되는 것이 발견됐었다."[6] 그러나 제네바 대학(University of Geneva)의 과학자들은 후각 뉴런의 유전자 발현 프로필을 연구했는데, 후각 작용은 수용체를 암호화한 유전자뿐만 아니라, 다른 유전자에도 영향을 미치고 있는 것을 발견하였다.
그들은 또한 유전자들에 관한, 그리고 수용체가 후각작용에서 이중 역할을 한다는 놀라운 발견을 했다. "동일한 수용체를 발현하는 뉴런은 이 수용체를 공유할 뿐만 아니라, 수백 개의 다른 유전자의 발현에도 차이가 있었다. 유전자들의 발현 수준은 발현되는 후각 수용체에 의해 지시되는 것처럼 보이는데, 따라서 이것은 이중 역할을 하고 있는 것이다."[6]
결론적으로, 하나님은 주변 환경에 적응하도록 후각 뉴런을 설계하셨다.
이 연구는 후각 뉴런이 휴면 상태에서 자극 상태로 단순히 지나가는 센서로서만 간주되는 것이 아니었다. 그들의 정체성(identity)은 발현된 수용체로서만이 아니라, 과거의 경험에 따라 변화한다는 것을 보여준다. 이 발견은 후각 시스템의 복잡성과 유연성이 한 차원 더 높은 수준의 것임을 가리킨다. 이러한 정체성이 어떻게 결정되는지를 이해하는 것이 다음 과제가 될 것이다.[6]
분명히 사람과 육상동물에서 후각이 진화했다는 증거는 없다. "세밀한 부분을 고려할 때, 후각 시스템이 어떻게 진화했는지, 어떻게 발달했는지는 불명확하다."[7]. 냄새를 맡는 과정은 창조주의 마음에서 나온 복잡한 구성과 창조적 설계의 모든 특징들을 갖고 있는 것이다.
“내게는 모든 것이 있고 또 풍부한지라 에바브로디도 편에 너희가 준 것을 받으므로 내가 풍족하니 이는 받으실 만한 향기로운 제물이요 하나님을 기쁘시게 한 것이라”[8]
References
1. Williams, S. Human nose can detect a trillion smells. Science. Posted on science.org March 20, 2014, accessed May 30, 2022.
2. Jiang, K. New study reveals how the brain organizes information about odors. Medical Express. Posted on medicalexpress.com July 2, 2020, accessed May 30, 2022.
3. Sherwin, F. Those Amazing G Protein Receptors. Creation Science Update. Posted on ICR.org December 1, 2006, accessed May 22, 2022.
4. Staff Writer. Olfactory neurons adapt to the surrounding environment. Medical Express. Posted on medicalexpress.com May 30, 2022, accessed May 30, 2022.
5. Staff Writer. By dark of night, how do bats smell their way to fruit? National Science Foundation. Posted on Nsf.gov March 3, 2014, accessed May 30, 2022.
6. Staff Writer. Olfactory neurons adapt to the surrounding environment. Medicalexpress.com May 30, 2022 accessed May 30, 2022.
7. Poncelet, G. and S. Shimeld. 2020. The Evolutionary Origins of the Vertebrate Olfactory System. Open Biology 10:200330.
8. Philippians 4:18
*Dr. Sherwin is Research Scientist at the Institute for Creation Research. He earned an M.A. in zoology from the University of Northern Colorado and received an Honorary Doctorate of Science from Pensacola Christian College.
*참조 : 코는 이득제어 방법을 사용하고 있다. : 강한 냄새들 사이에서 약한 냄새를 맡을 수 있는 이유
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출처 : ICR, 2022. 6. 2.
주소 : https://www.icr.org/article/olfactory-nose-smelling/
번역 : 미디어위원회
성별은 구별되어 있다는 유전학적 발견
(Genetic Finding Keeps Sexes Separate)
by Jerry Bergman, PhD
X 염색체-불활성화 연구는 남성과 여성에서 더 많은 차이가 있음과, 수술로 남성을 여성으로, 또는 여성을 남성으로 바꿀 수 없는 이유를 설명한다.
모든 학생들은 남성 신체의 모든 세포가 여성의 모든 세포와 다르다는 것을 알이야만 한다. 남성의 모든 정상 세포는 XY 염색체를 갖고 있으며, 여성의 경우 XX 염색체를 갖고 있다. 주요한 예외는 눈의 수정체와 혈액세포와 같이 핵이 없는 세포들뿐이다. 두 개의 활성 X 염색체는 유전자 생성물의 과다를 초래하는데, 이는 배아 발달에 치명적이며, 성인에서 암을 유발할 수 있다.[1] 한 세포에 있는 두 개의 X 염색체는 단백질을 과잉 생산하기 때문에, 한 개의 X 염색체는 (스위치가) 꺼져야 한다. X 염색체 불활성화(X-inactivation)라 불리는 이 과정은 용량 보상 문제와 관련된다. 결과적으로, 여성의 배아 발달 초기에, 난자 세포 이외의 하나의 핵을 가진 모든 세포들에서, 두 개의 X 염색체 중 하나는 무작위로 영구적으로 불활성화된다.[2]
이 X 염색체-불활성화 현상(X-inactivation phenomenon)은 그 과정을 발견한 메리 라이온(Mary Lyon)의 이름을 따서 라이온화(lyonization)로 불린다. 여성의 라이온화는 남성의 경우와 마찬가지로 각각의 세포에 하나의 X 염색체를 형성한다. 다른 점은 남성은 오직 한 종류의 X 염색체를 갖고 있는 반면, 여성은 어머니로부터 물려받은 X 염색체와 아버지로부터 물려받은 X 염색체의 두 다른 X 염색체를 갖고 있다는 것이다. 이들 둘은 동일한 세포가 아니다. X 염색체-불활성화는 무작위적으로 일어나기 때문에, 정상적 여성에서 어머니로부터 물려받은 X 염색체는 일부 세포에서 활성화되며, 아버지로부터 물려받은 X 염색체는 다른 세포에서 활성화된다. 남성의 경우 X 염색체-불활성화는 발생하지 않는다. 결과적으로, 남성의 경우 염색체를 가진 모든 세포는 어머니로부터 X 염색체를, 아버지로부터 Y 염색체를 갖게 된다.
X 염색체의 유전자들이 모두 불활성화되는 것은 아니다. X 염색체와 Y 염색체의 각 팔 끝에 위치하고 있는 의사상동염색체 영역(pseudoautosomal regions)은 불활성화되지 않는다. 또한 X 염색체와 Y 염색체 모두의 의사상동염색체 영역에는 동일한 유전자가 존재한다. 그 결과, 남성과 여성은 정상적인 발육에 필수적인 이 유전자의 두 기능적 사본을 각각 갖고 있다. 이러한 차이 외에도, 남성과 여성 사이에는 여전히 다른 유전적 차이들이 존재한다.
각인
유전체 각인(genomic imprinting)이라 불리는 것은 남성에서 특정 유전자가 꺼지고(turn off), 여성에서는 다른 유전자가 꺼지는 현상이다.(*유전자 발현이 부모 원인에 의해 달라지는 후성유전학적 현상). 특정 유전자의 불활성화 여부는 유전자가 부모 중 누구로부터 물려받았는지에 따라 달라진다. 만약 어떤 사람이 다른 부모로부터 한 특정 유전자를 받는다면, 그 유전자는 영구적으로 꺼질 수 있다.[3] 그 결과, 우리는 부계로부터 각인된 유전자와 모계로부터 각인된 유전자를 갖게 되는 것이다.
여기에 더해, 새로운 제어 시스템도 발견되었다.[4]
X 염색체-불활성화가 생식세포의 발달에 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 거의 알려져 있지 않다. 포유류에서 난모세포(oocytes)는 초기 배아 조직에서 발달하는 생식선으로 이동하는, 전구세포인 생식세포(germ cells)로부터 발달한다. 그리고 나서 생식세포는 중요한 염색체 재배열 과정인 감수분열(meiosis)을 진행하는데, 이것은 각각의 개별 생식세포의 유전적 고유성을 갖는 원인이 된다. 생식세포는 성숙하고, 결국 기능적인 정자나 난모세포로 변한다.
새로운 연구는 특정 유전자들이 적절한 시기에 켜지거나 꺼지는 것을 발견했고, 정확한 X 염색체-불활성화 및 재활성화 서열은 정상적인 생식세포 분화를 나타낸다. 그러므로 많은 요인들에 의존하고 있었다. 연구는
X 염색체 '요요(yoyo)'의 치밀한 작용을 밝혀냈다. 만약 하나의 X 염색체가 잠시 불활성화되었다가 다시 재활성화된다면, 그것은 생식세포가 감수분열에 들어가 난자세포로 전환하는 것에서, X 염색체가 불활성화-재활성화를 겪지 않는 생식세포에 비해 4배 더 효율적이라는 결과를 낳았다. 비교하여, 애초에 X 염색체를 불활성화시키지 못했거나, 너무 빠르게 재활성화시킨 생식세포는 비정상적 유전자 발현 및 세포 분화 패턴을 보였다.
이 연구의 공동저자인 모리츠 바우어(Moritz Bauer) 박사는 한 가지 발견을 설명한다.
또한 우리의 결과는 여성세포를 연구하기 위해 어떻게 특별한 도구가 필요한지를 강조한다. 대부분의 연구는 남성세포를 사용하여 수행되며, 과학 지식에 있어서 성 격차로 이어진다. 그러므로 우리는 남성세포의 렌즈를 통해서 여성의 발달을 보는 것을 멈출 필요가 있으며, 이것은 성 특유의 질병 진행에 대한 이해에 기여할 것이다.
이것이 의미하는 것은 생식세포 단계에서도 남성세포와 여성세포가 다르다는 것이다. 이 차이점들은 이제 막 탐구되고 있는 중이다. 이는 호르몬 요법과 수술을 통해, 남성을 여성으로, 여성을 남성으로 바꿀 수 없다는 사실을 뒷받침하는 또 하나의 관측이다. 한 성에서 다른 성으로 바꾸는 이른바 '성전환'에 사용되는 수술과 호르몬 치료는 성형수술에 지나지 않는다. 그것은 외모를 바꾸는 시도이며, 남성을 여성으로, 또는 여성을 남성으로 만들지 않는다. 더 나아가,
포유류의 생식선은 기능성 난자와 정자로 발달되는 동안 광범위한 후성유전학적 재프로그래밍(epigenetic reprogramming)을 특징으로 한다. 특히 후성유전자(epigenome)는 부모 마크(parental marks)가 확립되어 다음 세대에 전달되기 전에 재설정되어야 한다. 여성 생식계에서는 X 염색체 불활성화 및 재활성화는 가장 두드러진 후성유전학적 재프로그래밍 사건 중 하나이지만, 이들의 동역학(kinetics)과 생물학적 기능에 대해서는 거의 알려져 있지 않다.[5]
사실은 "포유류 생식세포의 발달 과정에서 후성유전학적 재프로그래밍의 동역학과 생물학적 기능은 제대로 이해되지 않고 있다"는 것이다.[6] 이 과정이 더 잘 이해된다면, 여성으로부터 남성을 만들 수 없고, 남성으로부터 여성을 만들 수 없다는 결론은 과학적으로 더욱 뒷받침될 것으로 보인다.
요약
유전학 연구가 많은 사실들을 밝혀내면 낼수록, 여성으로부터 남성을 만들 수 없고, 남성으로부터 여성을 만들 수 없다는 결론이 명백해 보인다. 이것은 성불편증(gender dysphoria, 성별불쾌감)은 외과의사가 아닌, 심리학자를 필요로 한다는, 표준적 역사적 의학적 결론을 뒷받침한다.
.포유류에서 X 염색체-불활성화의 한 예. <From Wikimedia Commons>
References
[1] Center for Genomic Regulation. 2022. Turning X chromosome ‘off and on again’ critical for oocyte development. ScienceDaily, May 23. https://www.sciencedaily.com/releases/2022/05/220523093347.htm.
[2] National Library of Medicine. X chromosome. MedlinePlus. https://medlineplus.gov/genetics/chromosome/x/
[3] Phillips, T., and I. Lobo. 2008. Genetic Imprinting and X Inactivation. Nature Education 1(1):117. https://www.nature.com/scitable/topicpage/genetic-imprinting-and-x-inactivation-1066/
[4] Center for Genomic Regulation. 2022. Turning X chromosome ‘off and on again’ critical for oocyte development. ScienceDaily, May 23. https://www.sciencedaily.com/releases/2022/05/220523093347.htm
[5] Severino, J., et al. 2022. Controlled X‐chromosome dynamics defines meiotic potential of female mouse in vitro germ cells. The EMBO Journal, May 23; DOI: 10.15252/embj.2021109457
[6] Severino, et al. 2022.
*Dr. Jerry Bergman has taught biology, genetics, chemistry, biochemistry, anthropology, geology, and microbiology for over 40 years at several colleges and universities including Bowling Green State University, Medical College of Ohio where he was a research associate in experimental pathology, and The University of Toledo. He is a graduate of the Medical College of Ohio, Wayne State University in Detroit, the University of Toledo, and Bowling Green State University. He has over 1,300 publications in 12 languages and 40 books and monographs. His books and textbooks that include chapters that he authored are in over 1,500 college libraries in 27 countries. So far over 80,000 copies of the 40 books and monographs that he has authored or co-authored are in print. For more articles by Dr Bergman, see his Author Profile.
*참조 : 동성애가 ‘선천’도 ‘유전'도 아닌 과학적 이유 1, 2
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남성과 여성의 창조원리 … ‘섭리’ 거역하는 동성애 ·성전환
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하나님이 만드신 가정 - 가정창조의 목적과 배경
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*창조과학선교회(ACT) 자료
동성애와 과학 – 1
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동성애와 과학 – 2
http://www.hisark.com/?p=114070
동성애와 과학 – 3
http://www.hisark.com/?p=114073
동성애와 과학 – 4
http://www.hisark.com/?p=114084
동성애와 과학 – 5
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크리스천은 모든 사람을 사랑해야 한다고 말하면서, 동성애자는 싫어하는 것 같은데요?
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첫 남자인 아담과 첫 여자인 하와의 만남
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동성애(1)- 과학으로 결정된 문제일까?
동성애(2)- 동성애자 유전자가 존재할까?
동성애(3)- 이들의 열매는?
동성애(4)- 성경에서는 언급이 없을까?
동성애(5)- 동성혼 대책: 1960년의 교훈
출처 : CEH, 2022. 5. 27.
주소 : https://crev.info/2022/05/genetic-finding-keeps-sexes-separate/
번역 : 미디어위원회
인간 게놈은 놀라울 정도로 복잡하다.
: 대규모 새로운 GTEx 연구는 진화론과 충돌한다.
(The human genome is amazingly complex :
Massive new GTEx study counters Darwinism)
by Robert Carter
인간 게놈(genome, 유전체)은 하나님의 위대하심을 보여주는 놀라운 한 사례이다. 사람들은 두 가지 이유로 게놈이 어떻게 작동하는지를 이해하려고 씨름해왔다. 첫째, 게놈의 작동원리는 인간의 능력을 초월한다. 사람이 도저히 흉내낼 수 없고, 단지 몇 가지 비밀을 밝혀내는 데에도 수천 명의 과학자들이 수천 억을 들이는 엄청난 노력이 필요할 정도이다. 둘째, 진화론자들에게 게놈은 단순해야 하기 때문에, 게놈의 복잡성은 계속 과소평가되어 왔다. 이러한 낮은 기대감은 게놈 연구의 발전을 더디게 했고, 과학적 입지를 굳히지 못하도록 했다. 이것은 게놈 연구를 개척했던 연구자들의 작업을 방해했고, 문자 그대로 발에 족쇄가 되어있었다. 다시 한번, 진화론은 과학의 발전을 방해하는 것으로 판명되었다. 그리고 게놈의 초고도 복잡성이 밝혀질 것이라고는 아무도 예상하지 못했던 것이다.
인간 게놈 초안이 발표되고 20년이 지난 지금, 여러 연구기관들이 참여한 수백만 달러 규모의 프로그램이 최종 보고를 막 마쳤다. 이것이 Genotype Expression Project (GTEx) 사업이었다. 이 10년 연구의 목표는 게놈에서 유전적 변이(variations)들을 찾고, 이것들이 어떻게 RNA 생산, 표현형, 질병에 영향을 주는지 밝히는 것이었다. 이러한 연구로 성별, 인종, 조직유형, 세포유형별 차이를 효과적으로 구분할 수 있었다. 그들이 발견한 것은 성경이 진리임을 믿은 기독교인들에게 보물과 같은 것이 되었다. 게놈은 누구나 예상할 수 있었던 수준이 아니었다. 게놈은 극도로 복잡해서 지적설계자가 있음을 확실히 보여주었다. 이제 설명해보겠다.
1990년대에, 과학자들은 미국 정부에 인간 게놈의 염기서열을 분석하기 위해 30억 달러의 예산 지출을 요구하며, 질병 문제를 해결해보겠다고 주장했다. 이것은 보기 좋게 실패했다. 또한 그들은 염색체의 DNA 염기서열을 얻을 수만 있다면, 게놈이 어떻게 작동되는지 이해할 수 있을 것이라고 단언했었다. 2003년에 게놈 염기서열 분석이 완료된 후, 게놈을 너무 과소평가했으며, 이제 게놈에 대한 이해가 시작에 불과하다는 것을 알게 되었다. 인간 게놈은 진화론자들이 상상했던 것보다 훨씬 더 복잡했다. 하나님께서 매우 훌륭하게 설계하여 놓으신, 놀랍도록 복잡한 4차원 정보 시스템(four-dimensional information system)을 살짝 들여다본 것에 불과했다.
과거에 과학자들은 "한 유전자, 한 효소(one gene, one enzyme)" 가설을 고수했었다. 즉, 하나의 유전자가 하나의 단백질을 생산한다고 생각했다. 이것은 단순한 박테리아 게놈 연구에서 비롯된 가설이었다. 그러나 고등생물의 핵에서 다면적 정보처리 컴퓨터를 발견했고, 하나의 유전자도 문맥에 따라 다양한 RNA들과 단백질들에 사용될 수 있다는 것을 알게 되었다. 마찬가지로, 2010년에 “Splicing and Dicing the Human Genome” 기사에서 언급했듯이, 단지 약 23,000개의 단백질을 코딩하는 유전자만으로, 수백만 개의 독특한 단백질들을 만들어낼 수 있다는 사실은 실로 엄청나게 놀라운 발견이었다.
게놈의 초고도 복잡성은 이완 버니(Ewan Birney)와 많은 대학의 과학자들에 의해 알려지기 시작했다. '엔코드 프로젝트(ENCODE Project, Encyclopedia of DNA Elements)에서, 그들은 게놈의 단지 1%에서만 유전적 발현을 관찰했다. 그들은 주어진 모든 철자들은 평균 6개의 다른 RNA 전사체로 통합되어 있으며, 대부분의 게놈은 기능적이며, 적어도 그 지점에서 그것은 RNA 전사체로 복사된다는 것을 발견했다. 그들은 게놈에 광범위한 “스플라이싱과 다이싱(splicing and dicing, 접합과 절단)” 시스템이 있다는 것을 처음으로 밝혀냈는데, 그 시스템에서 인트론(introns)이라고 불리는 유전자의 하위부분들이 생물체의 다양한 발달 단계에서 다양한 종류의 단백질들, 다양한 세포유형들, 특정 조건 하 등에서 사용될 수 있다는 것이었다. 이 모든 것이 단백질 암호 영역의 상단에 있는 DNA 염기서열에 프로그램되어 있다는 것을 발견했다. 다시 말해, 게놈은 여러 기능들을 동시에 암호화하고 있었다.
이것은 많은 논쟁을 불러일으켰다. 한 가지 이유는 ‘게놈의 98%는 쓰레기(junk)’라는 진화론자들의 주장과 정면으로 반대됐기 때문이었다. 진화론자들은 1970년대부터 극히 일부 게놈만이 단백질을 지정한다고 주장해왔다. 그러나 이제 ENCODE 프로젝트의 결과를 가볍게 무시할 수 없게 되었다.
용어의 정의
더 나아가기 전에, 우리는 몇 가지 기본적인 단어들의 정의를 바로 해야 한다. 첫 번째는 유전자(gene)라는 단어이다. 유전자는 RNA로 전사되는 DNA의 한 부분이다. 이것은 단백질로 변환되는 코딩(암호) 영역이거나, 유전자 사이의 긴 비암호화 RNA(long intergenic non-coding RNA, lincRNA)와 같은 비코딩 영역일 수 있다. 조절역할을 하는 작은 RNA 단편들은 연구 대상이 되기도 하지만, 일반적으로 '유전자'로 간주되지 않는다.
대립유전자(allele)는 단순히 한 유전자의 변이(variant)이다. 각 염색체에는 두 개의 복사본이 있어서, 어떤 위치에서든 두 개의 대립유전자를 보유한다. 예를 들어, 혈액형이 AB형이라는 것은 한 염색체는 대립유전자 A를, 다른 염색체는 대립유전자 B을 갖고 있다는 의미이다.
DNA 염기서열의 유전자형(genotype)과 반대로, 표현형(phenotype)은 한 생물체의 모습이나 행동을 나타내는 방식이다. 표현형은 어느 정도 유전자형에 의해 조절되지만, 둘 사이에는 큰 차이가 있다. DNA 특성을 보유하고 있다고 해서, 그 특성이 다 외부로 나타나는(표현되는) 것은 아니다. 전형적인 사례로 열성유전자(recessive genes)를 들 수 있다. 예를 들어 푸른 눈이나 O형 혈액에 대한 유전자를 갖고 있지만, 다른 대립유전자(갈색 눈이나, A형 또는 B형 혈액)가 그것을 압도하면, 그 특성은 나타나지 않는다. 게다가 환경도 표현형의 발달에 역할을 한다. 운동, 영양, 질병 노출, 기타 여러 요인들이 때를 따라 어떤 유전자가 켜지고 꺼지는데 영향을 미친다. 즉, 환경은 종종 DNA를 조절한다.
또한 유전학자들이 말하는 시스(cis)와 트랜스(trans)가 무엇을 의미하는지 정의할 필요가 있다. 시스작용요소(cis-acting elements)는 동일한 염색체 위에서 근처의 어떤 것에 영향을 주는 것이다. 예를 들어, 유전자 프로모터의 돌연변이는 그 아래 위치한 유전자에 영향을 줄 수 있지만, 반대편 염색체의 동일한 유전자에 영향을 미치지 않는 것으로 생각된다. 그러나, 트랜스작용요소(trans-acting elements)는 양쪽 복사본의 발현에 영향을 미치며, 논의되고 있는 내용에 따르면, 다른 염색체 상의 다른 위치에 있는 다른 유전자에도 영향을 미칠 수도 있다.
또한 변이(variation)라는 단어를 명확하게 정의해야 한다. 진화론자들은 모든 유전적 다양성이 돌연변이(mutation)에 기인했다고 가정하고 있다. 하지만 이것은 창조모델과는 다른 것이다. 창조모델에서는 하나님이 아담과 하와의 게놈 안에 많은(해롭지 않은, 좋은) 다양성을 직접 설계하셨을 수 있다. 지난 6,000년 이상 동안 게놈에 많은 돌연변이들이 축적된 것은 사실이다. 그러나 하나님이 창조한 다양성(대부분은 매우 흔함)과 돌연변이(대부분은 희귀하고 지리적으로 제한됨) 사이에는 차이가 있다. 간단히 말해서, RNA 생산에서 대부분의 변이(variation)는 하나님이 만드신 요인들로 인해 생겨난다. 분명히 하나님은 다양성을 좋아하셨다.
끝으로, 우리는 몇 가지를 계속 추적할 필요가 있다. 게놈에서 변이는 RNA의 양에 영향을 미칠 수 있다(expression variation, 발현 변이). 반면에 게놈에서 변이는 두 개 유전자 중 한 버전의 유전자에만 영향을 줄 수 있다(allelic variation, 대립유전자 변이). 또는 게놈에서 변이는 코딩 영역의 단면이 재조합되는 방식에 영향을 줄 수 있다(splicing variation, 접합 변이).
GTEx 프로젝트
우리는 인간 게놈의 염기서열을 갖고 있고, 그 안에서 복잡한 일들이 일어나고 있다는 것을 알고 있다. 그리고 사람들 사이에 많은 변이(variation)들이 존재한다는 것을 알고 있다. 변이의 어떤 것이 게놈의 작동방식에 영향을 주고 있는가? 얼마나 많은 변이들이 중요한 것인지, 그 효과는 얼마나 큰지, 이것이 GTEx가 알고 싶어 했던 것들이다.
그들은 838명의 장기 기증자로부터 52개의 조직 유형(모든 주요 장기 및 장기 부위 포함)에서 샘플을 얻었다. 모든 샘플에서 발현된 RNA 양을 측정하고, 염기서열을 분석하여, 각 기증자에 대해(≥ 32-fold coverage) 완전한 게놈 지도를 구축했다. 이 연구의 한 가지 한계는 대다수가 유럽계 기증자들이고, 아프리카계 미국인과 아시아인들은 비교 대상으로만 포함되었다는 것이다. 그들은 또한 최근 사망한 사람들에게서 발견된 RNA의 양이 살아있는 세포에서 생산되는 것과 비슷한지 확인하기 위해서, 그들의 결과를 생체 샘플(예: 혈액)과 세포 배양에서 얻은 것과 비교했다.
Science 지는 2020년 9월 11일에 편집자의 글과 함께 이 연구 논문들 중 7편을 발표했다. 나는 이 논문들의 결과를 일상적인 언어로 요약하려고 한다. 이 논문들은 매우 전문적이지만, 우리가 놓쳐서는 안 되는 것들이다.
GTEx 컨소시엄의 주요 요약 보고서는 다음과 같이 진술함으로 문제점을 명시하고 있었다. "...복합 형질과 질병에 대한 유전적 위험은… 주로 조절 기능이 잘 알려져 있지 않은 비암호화 유전자좌(non-coding loci)에 의해서 결정된다."[1] 다시 말해서, 게놈에서 많은 변이들을 찾았지만, 대부분 변이는 그 기능을 알 수 없었다는 것이었다. 비암호화(non-coding)라는 단어에 유의하라. 한때 "쓰레기 DNA, 정크 DNA"로 여겨졌던 많은 것들이 이제 인간을 포함하여 생물의 삶에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.
논문들 요약
각 논문들에서 중요한 정보들을 짧게 요약하였다.
GTEX 컨소시엄은 '인간 조직 전반에 걸친 유전적 조절 효과의 지도책(atlas)'에 대한 요약을 제공했다.[1] 예상된대로 RNA 발현과 접합(splicing)에 영향을 주는 변이가 코딩 영역에 더 흔하다는 것을 발견했다. 그러나 이들 중 1/3만이 시스작용(cis-acting 근처에 존재하는) 변이였다. 이것은 유전자의 원거리 조절이 매우 일반적이며, 많은 변이들이 이런 방식으로 존재했다. 그러나 더욱 놀라운 것은 평균적인 유전자는 하나 이상의 많은 발현체(expressed form)를 갖고 있다는 것이다. 다시 말해서, 우리의 게놈에서 발견된 변이들은 거의 모든 유전자들의 다양한 RNA 버전을 만드는 원인이 될 수 있다는 것이다. 이 변이의 대부분은 하나님께서 창조하신 것이기 때문에, 하나님은 분명히 인간 게놈에 엄청난 양의 다양성을 프로그래밍 하셨다고 나는 믿는다.
그러나 RNA 생산에는 조직 특이적(tissue-specific) 차이가 있다 (예: 뇌세포는 다른 조직과 RNA 발현 프로파일이 다르다). 특정 조직 내에도 차이가 있다 (예: 뇌세포 유형에 따라 다른 RNA가 생성된다). 또한 고환에서는 더 많은 트랜스 또는 시스 효과가 있다는 것이 밝혀졌다. 다시 말해서, 한 조직은 인간 몸체의 다른 장소에서 다른 유전자를 발현시킨다.
게다가, 우리는 대체 대립유전자(alternate alleles)가 항상 동일하게 발현되는 것이 아니라는 것을 발견했다. 그것들이 같은 유전자에 위치하고, 같은 상위 조절 서열을 갖고 있다 하더라도, 대립유전자마다 생성되는 RNA의 양은 상당히 다를 수 있다.
그들은 또한 인종과 성별에 따른 차이도 밝혀냈다. 전체 369개의 RNA 전사체는 성별에 따라 유의하게 달랐다. (표현형으로 정의된) 인종간 차이를 보이는 유전자들 가운데, SLC44A5는 당과 아미노산을 수송하는 유전자로 모든 조직에서 발현된다. 이른바 인종 간의 피부색 차이를 일으키는 주요 요인 중 하나이다. 아프리카계 미국인은 두 대립유전자가 같은 양의 RNA를 생산하는 반면, 유럽계 미국인은 주로 한쪽 대립유전자에서 유래된 RNA를 생산한다. 그러나 거기서 나온 '밝은 피부' 대립유전자는 식도를 둘러싸고 있는 세포에서 그 유전자 발현을 감소시킨다. 다른 많은 예들과 마찬가지로, 이 유전자는 다면발현 효과를 갖고 있다. 유전자 변이들은 신체 여기저기에서 여러 표현형들을 유발한다. 이는 게놈 내 정보의 계층적, 승법적(multiplicative, 곱셈 함수적) 특성으로 인해 일어난다. 우리는 복잡한 창조물이다!
성별 차이(sex differences)에 대한 연구 (Melissa Wilson).[2] GTEx는 모든 유전자의 1/3 이상이 적어도 하나의 조직에서 성별 편향 발현을 보인다는 것을 발견했다. 그러나 그들은 또한 개별적인 변이가 중복되는 효과를 발생시킨다는 것도 발견했다. (즉, 일부 남성이 대부분의 여성보다 하나의 RNA 전사체를 더 많이 생성할 수 있다. 이것은 반대로도 성립한다). 따라서, 남성과 여성의 차이는 많은 다른 유전자들의 효과를 합한 결과이다. 놀랍지 않은 일이지만, 호르몬 발현 유전자, 자가면역(여성), 암(남성) 관련 발현에도 차이가 있었다. 결국, 모든 조직 유형에서 수천 개의 유전자들이 남성과 여성 간에 다르게 발현되었지만, 발현 차이는 작았다.(중앙값 비율 = 1.04).
성 차이에 대한 새로운 발견 (Oliva et al.).[3] 모든 조직에서 성별 차이와 관련된 13,294개의 유전자들을 발견했지만, 이 중 369개만이 성별 간에 진정으로 유의미한 차이가 있었다. 그들은 차등적으로 전사된 유전자 수가 조직 간에 10배 차이가 난다는 것을 발견했다. (조직 유형에 따라 473개에서 4,558개까지). 그들은 전사체의 1/3이 적어도 한 조직에서 차등적으로 발현된다고 주장했다. 이들 중 4%만이 X-염색체와 연관되었으나, 상염색체 유전자보다 더 큰 차이를 보였다. 단 18%만이 한 조직에서 차이를 보였다. 이런 발견이 나에게는 정말로 흥미로웠는데, 그것은 남성과 여성 사이의 명백한 조직 차이에만 적용되는 것은 아니었다. 예를 들어, 실제로 유방 조직보다 피부와 동맥 조직 사이에서 발현 프로파일에 더 많은 차이가 있었다. 그들은 또한 X염색체 상의 유사 상염색체 영역 1(pseudoautosomal region 1, 여성의 경우)과 20번 염색체 q 암(q arm, 남성의 경우)과 같은 성 관련 유전자 클러스터가 있는 게놈 영역을 찾아냈다.
서로 다른 조직 내에서 조사된 7가지 특정 세포 유형들 (Kim-Hellmuth et al.).[4] 어떤 주어진 조직에는 다양한 세포유형들이(예를 들어, 뉴런, 근세포, 상피세포 등) 있다. 연구자들은 단일 조직 내에 있는 다세포유형 가운데 3,347개 유전자들(코딩 및 lincRNA 유전자 포함)에서 발현 변화가 있었고, 987 유전자들은 접합 패턴이 차별적이라는 것을 밝혀냈다. 그러나 이 결과는 통계량의 낮은 검정력(변수가 너무 많고 표본수가 너무 적음)으로 한계에 부딪쳤다. 아직 많은 연관성이 발견되지는 않았지만, 그들은 더 많은 연구자들과 대규모의 연구가 필요할 것이라고 제안했다.
텔로미어 길이와 RNA 전사체 사이의 관계 (Demanelis et al.).[5] 텔로미어(telomeres)는 대부분의 염색체 끝에 존재하는 반복적인 DNA이다. 이들은 세포가 분열하지 않을 때 핵막의 내부에 고정되어 있고, 수명과 관련이 있다.(텔로미어가 길면 수명이 길다는 상관관계가 있다). 그들은 또한 세포분열이 일어날 때마다 짧아지고, 세포 계통(cell lineage)에 일정한 최대 수명을 부여한다. 텔로미어의 상대적 길이는 조직과 성별에 따라 다르다는 것이 밝혀졌다. 가장 큰 차이는 혈액(짧은 텔로미어)과 고환(긴 텔로미어) 간에 나타났다. 갑상선을 제외하고 텔로미어의 길이는 모든 조직에서 나이가 들수록 짧아진다(고환에 대한 통계는 보고되지 않았지만, 나이가 있으므로 길어야 한다). 텔로미어의 길이는 개인마다 다르며, 아프리카 혈통을 가진 사람들의 경우 가장 길지만, 나이(age)가 가장 큰 단일 요인이 된다. 따라서 텔로미어 길이는 유전적인 경향이 있고, 또한 텔로머라제(telomerase, 텔로미어가 짧아지는 걸 방지하는 효소)의 활성에 따라 달라진다.
이러한 연구들 중 일부는 감지된 유전자 발현에 의존적이다. 텔로머라제는 분화된 조직에서는 발현되지 않는다. 나이와 텔로미어 길이 모두 유전자 발현에 영향을 미치며, 이 두 요소는 서로 상호작용이 있다. 안타깝게도, 만성적 질병은 암의 영향을 배제하고서도, 텔로미어 길이의 짧음과 연관성이 있었다.
희귀한 유전적 변이와 그것들이 전사에 미치는 영향 (Ferraro et al.).[6]. 이 주제는 창조모델에서 특히 흥미로운데, 창조 이후 돌연변이들로 인해 변이가 생성되었을 가능성이 높기 때문이다. 희귀 변이(rare variants)는 인간 게놈의 어디에나 있다. 새로운 사람의 데이터를 유전자 데이터베이스에 추가할 때마다, 새로운 희귀 변이들이 추가될 것이다. 심지어 수천 명의 사람들 데이터가 있는 세계적인 데이터베이스에서도 말이다.[7] 이는 세대당 새로운 돌연변이 발생률이 높기 때문이기도 하다. 또한 지난 수천 년 동안 인구가 급속하게 팽창했기 때문이기도 하다. 인구가 정체되어 있거나 심각하게 감소하고 있는 집단에 비해, 인구가 증가하고 있는 집단에서는 선천적 특이 변이를 유전할 가능성이 크다. 기능적 희귀 변이를 발견하는 것은 아주 힘든데, 그 이유로 먼저 전장유전체 연관분석(genome-wide association studies, GWAS)에 내재된 낮은 통계적 검정력을 생각할 수 있고, 소수의 사람들에게만 영향을 미치는 극히 드문 요인을 연구하기 위한 재정이 부족하기 때문이다. 그러나 기능적 희귀 변이의 효과를 결정하는 데 있어서 전사체 기반 분석이 게놈 기반 추정치보다 월등하다는 것을 발견했다. 희귀 변이들은 유전자의 발현, 특정 변이 대립유전자를 가진 유전자의 발현, 코돈의 선택 접합(alternate splicing)에 영향을 주는 것으로 밝혀졌다.
데이터 특이치(outlier, 특이값)들을 찾아내기 위해 고안된 통계 기법을 사용하여, 이 연구자들은 평균 한 개인이 4개의 유전자 발현 특이치, 4개의 대립유전자 발현 특이치, 5개의 접합 특이치를 갖고 있다고(중앙값으로) 보고했다. 그들은 또한 이러한 특이치가 보통 10kb 이내의 희귀 변이와 연관이 있다고 밝혔다. 이상하게도 화학적 자극의 감지나 감각 인지에 관련된 유전자에서는 특이치가 검출되지 않았다.
복제 수 변이(copy number variations)는 불균형적 영향을 주는데, 이는 접합(splicing) 자리 내의 변이나 프레임이동(frameshift) 및 역위(inversion)에서도 이런 양상이 나타난다. 다시 말해서, 복제 수를 제외하고 생각하면, 기능적 희귀 변이는 접합 자리나 단백질 지정 부위에서 발견될 가능성이 매우 높았다. 그들은 또한 여러 유전자들에 영향을 주는 희귀 변이들도 발견했다. 이들은 종종 같은 영역에 위치한 유전자들에 영향을 주거나, 주변부의 중복 또는 삭제와 관련이 있었다. 촉진자(promoter) 부위에서의 희귀 변이들은, 과발현이나 저발현에 관여하는 촉진자 종류가 다르다고 알려져 있지만, 종종 유전자의 저발현을 유도하는 경우가 많았다. 이 연구는 아주 대단한 연구라고는 할 수 없는데, 왜냐하면 모든 변이들이 전사체에 영향을 줄 것으로 예상되지 않기 때문이다.
결론
막대한 자금과 노력이 들어갔던 연구의 결과는 충분히 살펴볼 가치가 있다. 게놈의 복잡성은 항상 진화론과 충돌했고, 이것이 아마도 게놈에 대한 이해를 최소화하려 했던 이유일 것이다. 또한 우리는 그들의 가정이 어떻게 잘못된 결론으로 이르렀는지 알 수 있다.(예를 들어, “게놈 정보를 얻으면, 질병을 치료할 수 있을 것이고, 게놈이 어떻게 작동하는지 이해할 수 있을 것이다”라는 가정). 우리는 이제 게놈 조절이 얼마나 복잡한지를 알아가고 있으며, 이 논문들은 그 세계를 단지 조금 엿볼 수 있게 해줄 뿐이다. 하나님은 아담을 흙으로부터 만드셨을 때, 놀랍도록 복잡하고 기능적인 체계로 만드셨다. 그분이 흙처럼 천한 것을 취하여 사람의 몸과 같이 복잡한 것을 만드셨다는 것은 정말로 놀라운 일이다.
References and notes
1. The GTEx Consortium, The GTEx Consortium atlas of genetic regulatory effects across human tissues, Science 369(6509):1318–1330, 2020.
2. Wilson, M.A., Searching for sex differences, Science 369(6509):1298–1299, 2020.
3. Oliva, M. et al., The impact of sex on gene expression across human tissues, Science 369(6509):1331, 2020.
4. Kim-Hellmuth, S. et al., Cell type-specific genetic regulation of gene expression across human tissues, Science 369(6509):1332, 2020.
5. Demanelis, K. et al., Determinants of telomere length across human tissues, Science 369(6509):1333, 2020.
6. Ferraro, N.M. et al., Transcriptomic signatures across human tissues identify functional rare genetic variation, Science 369(6509):1334, 2020.
7. For example, see Svensson, D. et al., A whole-genome sequenced control population in northern Sweden reveals subregional genetic differences, PLoS One 15(9):e0237721, 2020.
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출처 : CMI, 2020. 11. 26. (GMT+10)
주소 : https://creation.com/human-genome-amazingly-complex#
번역 : 박지연
뇌에서 새로운 발견은 유물론에 도전한다.
: 좌측 측두엽이 없어도 행동과 언어에 문제가 없는 이유는?
(Brain Facts Challenge Materialism)
David F. Coppedge
만약 뇌가 단지 분자들의 덩어리였다면, 이런 일은 일어나지 않았을 것이다.
좌측 측두엽(left temporal lobe)이 없는 한 여성에서, 그녀의 우측 뇌는 언어 네트워크가 발달되어 있었다.(Medical Xpress, 2022. 4. 14).
그녀는 자신이 뭔가 이상하다고 생각했다. 밥 위르카 기자는 평범한 삶을 살고 있던 50대 여성에 대해 보도하고 있었다. 그녀가 뇌 MRI를 찍었을 때, 과학자들은 그녀에게 왼쪽 측두엽이 없다는 것을 알고 충격을 받았다. 그 공간은 뇌척수액으로 가득 차 있었다. 그들은 그녀의 신분을 보호해주기 위해, 그녀를 EG라고 불렀다.
EG는 페도렌코(Fedorenko)와 연구팀에게 그녀가 어떤 일로 1987년에 뇌 촬영을 하게 되었으며, 자신이 특이한 뇌를 가졌다는 사실을 알게 되었다고 말했다. 뇌 촬영을 하기 전까지, 그녀는 자신이 특별하다는 것을 전혀 몰랐었다. 어느 모로 보나 그녀는 정상적으로 행동을 했고, 심지어 학위까지 받았다. 그녀는 또한 언어 능력도 뛰어났으며, 러시아어를 유창하게 구사할 수 있었다. 좌측 측두엽이 언어 처리와 많은 부분 관련되어 있다는 것을 고려할 때, 이것은 정말로 놀라운 일이었다.
기묘하게도, 그녀의 여동생은 우측 측두엽(right temporal lobe)이 없었는데, 그녀 또한 평범한 삶을 살고 있었다. 이에 대한 설명은 그 기사에서 제공되지 않았으나, 다만 유전적인 무언가가 어린 시절에 뇌졸중(strokes)을 일으켰고, 이러한 현상이 나타났다는 것을 암시할 뿐이었다. 어떻게 해서든 그녀들의 뇌는 스스로 다시 연결될 수 있었고, 뇌 한 부분의 처리 센터는 뇌의 다른 부분으로 이동될 수 있었다. 만약 뇌가 하나의 물질적 덩어리라면, 그런 일이 어떻게 일어날 수 있을까? 무엇이 뇌에게 필수적 부분이 없어졌을 때, 스스로 다시 연결되도록 했을까?
.인간의 뇌는 알려진 우주에서 가장 복잡한 기관이다.
뇌에서 영감을 받은 컴퓨터 작업에는 마스터 플랜을 필요로 한다.(Nature, 2022. 4. 13).
컴퓨터는 지적으로 설계되어 있다. 진화론은 우리의 뇌가 무작위적인 과정으로 우연히 생겨났다고 주장한다. 그럼에도 불구하고, 이 논문의 저자들은 뇌에 들어있는 마스터 플랜을 모방하여 미래형 컴퓨터를 개발하고 싶어한다. 뇌에 들어있는 많은 구성 요소들이 지성과 마스터 플랜 없이 우연히 생겨날 수 있었을까?
생물학에서 데이터 저장(storage)은 데이터 처리(processing)와 분리될 수 없다. 주로 뉴런(neurons)과 시냅스(synapses) 같은 구조들이 이러한 두 가지 기능을 대대적으로 수행한다. 인간의 뇌에는 10^11개 뉴런과 10^15개 시냅스들은 있는데, 약 20W의 전력을 소비하는 반면, 대략 같은 크기의 인공신경망의 디지털 시뮬레이션은 7.9MW의 전력를 소비한다(ref. 6). 이러한 약 6자릿수(100만 배)의 격차는 우리에게 도전이 된다. 뇌는 노이즈가 있는 신호들을 극도로 효율적으로 직접 처리한다. 이것은 엄청난 에너지 비용과 시간 비용을 발생시키는 기존의 컴퓨터 시스템에서(심지어 가장 강력한 슈퍼컴퓨터에서) 사용되는 신호-데이터 변환 및 고도정밀 컴퓨팅과 대조된다. 따라서 뇌에서 영감을 받은 뇌모방 컴퓨팅 시스템은 에너지 효율성과 실제 세계의 불확실성을 처리하는 능력 면에서, 신호와 데이터를 처리하는 방법을 획기적으로 변화시킬 수 있다.
뇌는 하나의 기관이지만, 엄청나게 많은 수의 뉴런들과 연결되어 있다. 만약 공학자들이 뇌의 구조와 과정을 모방함으로써, 차세대 컴퓨터를 설계하도록 영감을 받고 있다면, 어떻게 뇌가 설계되지 않았다고 생각할 수 있을까? 이러한 뇌가 무작위적인 과정으로 우연히 생겨날 수 있었을까? 만약 뇌가 마스터 플랜(master plan)의 산물이 아니라면, 왜 저자들은 뇌를 모방하기 위해 "마스터 플랜"이 필요하다고 생각하는 것일까?
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이 이야기들은 실체 이원론(substance dualism)에 대한 더 많은 증거를 제공한다 : 뇌는 정신이 아니며, 정신은 뇌가 아니다. 뇌는 비물질적인 영혼(soul)이 사용하는 하나의 도구(a tool)이다. 이것은 성경의 창조 모델과 적합하다. 창조 모델에서 인간은 하나님의 형상을 따라 만들어진 존재이다.
*참조 : 대뇌반구 절제술로부터의 회복 : 고도의 설계에 대한 증거
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당신의 뇌는 인터넷보다 더 많은 메모리를 가지고 있다.
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뇌는 논리적으로 정보를 정리한다.
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IBM은 '뇌'와 같은 컴퓨터를 제조하려고 한다.
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뇌의 능력에 근접한 세계에서 가장 빠른 컴퓨터.
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뇌의 복잡성은 상상을 초월한다.
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성숙 뇌는 새로운 신경세포를 구축할 수 있다.
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특별한 뇌세포는 나침반처럼 작동한다.
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뇌는 안구운동을 보정한다
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수면 중 뇌의 목욕 : 현명한 디자인 솔루션
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뇌의 긴급 브레이크
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하품은 그 목적이 있었다.
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사람과 동물의 뇌 : 유일성과 유사성
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사람과 침팬지의 뇌는 완전히 달랐다.
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인간 진화의 허구 : 인간 뇌의 진화는 하나의 특별한 사건이었다?
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사람에게만 있는 뇌세포, 로즈힙 뉴런의 발견
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새롭게 발견된 사람의 뇌 유전자들은 진화를 부정한다.
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인공지능의 승리? 인간지능의 승리?
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뇌의 정보통신
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이세돌과 알파고, 영혼 vs 물질 싸움 아니다
http://creation.kr/Human/?idx=1291539&bmode=view
생물의 뇌들이 모두 우연히? : 딱따구리, 초파리, 사람의 뇌
http://creation.kr/animals/?idx=3069629&bmode=view
출처 : CEH, 2022. 4. 18.
주소 : https://crev.info/2022/04/brain-facts-challenge-materialism/
번역 : 미디어위원회
췌장은 자신이 소화되지 않는 방법을 알고 있다
(Pancreas Knows Not to Digest Itself)
David F. Coppedge
췌장은 강력한 소화액을 만들어내고 있다. 따라서 조절 시스템이 없다면 자가-소화될 수 있다.
2022년 4월 21일 솔크 연구소(Salk Institute)가 발표한 보도자료의 제목은 "췌장이 스스로 소화되지 않도록 하는 단백질"이었다. 이것은 하나의 모순을 상기시킨다: “많은 물질을 녹이는 산(acid)을 어떻게 저장할 것인가? 저장 시에 용기가 녹지 않을까?” 췌장에도 비슷한 문제가 존재한다.
매일 여러분의 췌장(pancreas)은 음식물을 분해하는 분자들의 혼합물인 약 한 컵의 소화액을 생산한다. 하지만 이 강력한 분자들이 장으로 내려가기 전에 활성화된다면, 그것들은 췌장 자체를 손상시킬 수 있다. 즉, 그것을 만든 세포들을 소화시키고, 췌장염이라고 알려진 고통스러운 염증을 초래하거나, 췌장암에 걸리게 할 것이다.
그러나 췌장은 해결책을 갖고 있었다: 목적지에 도착할 때까지 단백질은 비활성화된다. 군수품을 수송하는 물류 절차와 유사하다. 전쟁터로 운송되는 수류탄처럼, 도중에 터지지 않도록 안전핀을 갖고 있는 것이다.
이제 솔크 연구소의 과학자들은 2022년 4월 21일 'Gastroenterology(위장학)' 저널에 에스트로겐 관련 수용체 감마(estrogen-related receptor gamma, ERR γ)로 알려진 한 단백질이 쥐에서 췌장의 자가-소화(auto-digestion)를 막는 데 중요하다고 보고했다. 게다가, 그들은 췌장염을 앓고 있는 사람들은 염증이 일어난 세포에서 ERR이 낮은 수준으로 있다는 것을 발견했다.
췌장은 서로 다른 기능을 가진 두 주요 세포 유형을 갖고 있다. 베타 세포(beta cells)는 혈당을 조절하기 위해 인슐린(insulin)을 생산하고, 선방세포(acinar cells)는 소화액을 생산한다. 솔크연구소 보도자료는 어떻게 ERR ɣ이 작동하는지 자세히 설명하고 있지는 않았다. 단지 적절한 수준의 ERR ɣ가 없는 쥐는 췌장염에 걸린다는 것을 지적하고 있었다.
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창조주는 모든 것을 알고 계셨다. 그렇지 않은가? 췌장에서 만들어지는 인슐린과 소화액은 필요하지만, 조심해서 다뤄야 한다. 얼마나 많은 운좋은 돌연변이들이 일어나야, 포유류에서 소화액을 만드는 기관을 소화시키지 못하도록 했을까? 그러한 돌연변이가 일어나지 않은 포유류는 멸종되었는가? 무작위적 돌연변이들이 일어나 보호장치인 ERR ɣ가 우연히 생겨나고, 이것이 정확한 수준에 도달하기 전까지, 췌장염이나 암으로 사망한 사람들은 몇 명이나 될까? 통합적 사고를 할 수 있는 지성만이 시스템이 구축되기 전에 모든 필요 물질들을 설계하여 장착시킬 수 있다.
*참조 : 포유류들은 유선이 진화되기 전에 어떻게 살아남았는가?
http://creation.kr/Mutation/?idx=1289752&bmode=view
자연에서 상호의존적 시스템들 : 진화를 거부하는 또 하나의 강력한 증거
http://creation.kr/Mutation/?idx=1289757&bmode=view
많은 돌연변이는 진화가 아니라, 많은 질병을 의미한다.
http://creation.kr/Mutation/?idx=1289829&bmode=view
대규모의 유전학적 연구는 사람의 진화를 부정한다 : 돌연변이는 상향적 개선이 아니라, 질병과 관련이 있다.
http://creation.kr/Mutation/?idx=1289876&bmode=view
유전자 네트워크는 돌연변이에 견딜 수 없다.
http://creation.kr/Mutation/?idx=1289833&bmode=view
인간의 몸은 하나님의 걸작품이다
http://creation.kr/Human/?idx=1291519&bmode=view
사람 몸은 머리에서부터 발끝까지 지적설계이다. : 보행, 근육, 태반, 방수, 뇌, 간...
http://creation.kr/Human/?idx=1291549&bmode=view
계속 발견되는 인체의 경이로움과 사람 발자국들로부터 진화론자들의 추론
http://creation.kr/Human/?idx=1291545&bmode=view
동물은 할 수 없는데, 인간은 할 수 있는 것
http://creation.kr/Human/?idx=1291554&bmode=view
당신의 첫 호흡은 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성’이다.
http://creation.kr/Human/?idx=1291532&bmode=view
성호르몬들의 합성 순서는 정확히 성경을 뒷받침한다
http://creation.kr/Human/?idx=1291529&bmode=view
인체의 경이로운 설계
http://creation.kr/Human/?idx=1291544&bmode=view
사람의 몸은 진화될 수 없었다고 한 의사는 말한다.
http://creation.kr/Human/?idx=1291520&bmode=view
당신의 소화기관과 장내 세균과의 동맹
http://creation.kr/Human/?idx=1291483&bmode=view
아기는 읽을 준비가 된 채로 태어난다.
http://creation.kr/Human/?idx=5566079&bmode=view
유아의 놀라운 언어 학습 능력
http://creation.kr/Human/?idx=1288779&bmode=view
모유에 숨겨진 창조의 비밀
http://creation.kr/BiblenScience/?idx=1288803&bmode=view
사람 얼굴의 다양성과 표현성은 창조를 증거한다.
http://creation.kr/Human/?idx=1291493&bmode=view
창조의 증거 : 초과설계 된 사람의 얼굴 표정
http://creation.kr/Human/?idx=1291547&bmode=view
경이로운 사람의 손 자연적으로 만들어졌는가, 지성에 의해 설계됐는가?
http://creation.kr/Human/?idx=1291538&bmode=view
인간의 2족보행에 적용된 지적설계
http://creation.kr/Human/?idx=1291553&bmode=view
고도로 효율적인 사람의 발목
http://creation.kr/Human/?idx=1291492&bmode=view
놀라운 기능의 피부에 감사하라.
http://creation.kr/Human/?idx=1757496&bmode=view
피부 상처는 지퍼 메커니즘으로 치유된다 : 그리고 찢어짐에 저항하는 놀라운 피부의 능력
http://creation.kr/Human/?idx=1291533&bmode=view
피부는 마스터 제어를 사용한다.
http://creation.kr/Human/?idx=1291525&bmode=view
왜 손톱은 물어뜯어도 큰 손상을 입지 않는가?
http://creation.kr/Human/?idx=1291478&bmode=view
출처 : CEH, 2022. 4. 24.
주소 : https://crev.info/2022/04/pancreas-knows-not-to-digest-itself/
번역 : 미디어위원회
사람 귀의 놀라운 설계적 특성
: ‘형편없는 설계’라는 주장이 반박되다.
(Another Claim of Poor Design Refuted)
by Jerry Bergman, PhD
우리는 눈과 입을 닫을 수 있는데, 왜 귀는 닫을 수 없는 것일까? 그럴만한 이유가 있다.
형편없는 설계(poor design, 또는 나쁜 설계)라는 주장은 창조론을 공격하고 진화론을 선전하는 데에 널리 사용되고 있는 시도 중 하나이다. 진화론자들의 주장은 만약 인간이 전지하신 하나님에 의해서 창조되었다면, 왜 그렇게 많은 설계적 결함이 있는가 라는 주장이다. 진화론자들에 의해서 ‘형편없는 설계’로 주장되는 것은, 망막의 거꾸로 된 배선(backward retina), 결함 있는 무릎(defective knees), 유인원 조상들이 그랬던 것처럼 네 발로 걷도록 설계된 등(back), 왼쪽 되돌이후두신경(left recurrent laryngeal nerve) 등이다. 한 진화론자가 설명했듯이
되돌이후두신경은 생물학에서 종종 "형편없는 설계"의 예로 자주 인용되고 있다. 되돌이후두신경은 발달적 제약에 의해 야기된, 차선 형태학(suboptimal morphology)의 한 예로서 진화생물학의 시금석이 되었다.[1]
기본적 주장은 그림에서 녹색으로 표시된, 직접 경로(비-되돌이 경로)를 통해 후두로 가는 것이 아니라, 되돌이라고 불리는 더 긴 경로를 취하고 있다는 것이다. 이 경로는 후두신경이 대동맥궁(aortic arch)을 고리처럼 매달고 있으며, 태아의 초기 발달 동안에 신체가 커지면서 길어진다. 오렌지색으로 표시된 되돌이후두신경은 기능을 위해 필요한 것보다 훨씬 더 긴 것으로 보인다. 나는 나의 책 ‘형편없는 설계(Poor Design)’ 9장에서 이러한 주장의 주요 문제점을 게재하였고, 이후 수행된 연구들은 되돌이후두신경의 기존 설계가 매우 좋다는 의학적 이유를 찾아냈다. (아래 참조의 1번째 글 “되돌이 후두신경은 형편없는 나쁜 설계가 아니다”를 보라).
비되돌이(비회귀성)후두신경(nonrecurrent laryngeal nerves)은 사람에게서 희귀하며, 양쪽으로는 결코 발생하지 않는다. 비되돌이후두신경은 사람의 1% 미만에서 우측에 존재하며, (사족동물의) 우측 앞다리(right forelimb)에 대한 비정상적 동맥 공급과 관련되어 있다. 만약 우측 앞다리의 대동맥이 배측대동맥(dorsal aorta) 원위부에서 좌측 쇄골하동맥(left subclavian artery)으로 직접 발달된다면, 신경을 가슴으로 끌어당기는 잔존 제4 대동맥궁(remnant fourth aortic arch, 정상적으로 우측 쇄골하동맥)은 없게 되고, 신경은 여전히 이들 개개의 좌측면에서 되돌아가지만, 신경은 뇌간(brainstem)에서 후두로 직접적 경로로 갈 수 있다. 왼쪽의 비되돌이후두신경은 매우 드물고(0.04%), 항상 내장 역위(situs inversus)와 관련이 있다.(내장의 배열은 정상 해부학의 거울상이다)… 되돌이후두신경의 경로는 심장과 머리로 향하는 쌍으로 된 혈관의 존재만큼이나 발달적으로 고정된, 사족동물 발생학(tetrapod embryology)의 변하지 않는 양상으로 보인다.[2]
마찬가지로 형편없는 설계로 주장되는 다른 사례들도 모두 확실하게 반박되었다.[3]
.되돌이후두신경(recurrent laryngeal nerve).
귀 있는 자는 들을지어다
형편없는 설계로 주장되는 가장 최근의 것 중 하나는 우리의 귀가 다른 동물에 비해 먼지, 오염, 물, 곤충, 그리고 다른 외부의 욕설로부터 적절히 보호되지 않는다는 것이다. 베르겐 대학의 진화생물학자인 얄 기스케(Jarl Giske)는 이렇게 말하고 있었다 :
인간의 몸은 오늘날까지 오랜 진화의 과정을 겪어왔다. 눈꺼풀은 눈을 보호하고, 입을 다물면 부스러기가 들어오는 것을 막아준다. 반면 우리의 귀는 열린 상태를 유지한다. 예를 들어 바다표범, 코뿔소, 수달의 귀처럼 닫을 수 없다. 왜일까? 예를 들어 물속에 있을 때나 많은 소음에 노출되어 있을 때, 귀를 막을 수 있다면 좋지 않겠는가?... 그런데 귀를 닫지 못하는 것은 좀 바보 같지 않은가? 먼지와 이물질로부터 보호도 되고 말이다.[4]
기스케 교수는 물개에서 "적절한" 설계가 어떻게 진화됐는지를 설명하고 있었다 :
물개(seals)는 육지에서 살다가, 다시 물에서 살게 되었다. 그래서 그들은 귀를 막을 수 있어야 했다. 물개는 인간처럼 달려있는 외이(outer ears)를 갖고 있지 않다. 대신 귀를 닫을 수 있는 피부판(flap)이 있다. 그들이 잠수할 때, 그들은 눈, 입, 코, 귀를 닫을 수 있다.[5]
기스케는 인간의 이 ‘형편없는 설계’에 대해서 다음과 같은 진화론적 설명을 하고 있었다 : "간단한 대답은 우리가 물에서 진화를 시작한지 정말로 오래되었다는 것이다. 약 3억8천만 년 전에, 우리 조상들은 물고기에서 멈추지 않고 해안으로 올라왔다." 그래서 자연선택은 물개가 진화시켰던 귀 보호구를 인간에서는 진화시키지 않았다고 그는 결론지었다.[6]
많은 동물들은 귀를 보호하는 시스템을 갖고 있다.
사실 많은 동물들은 귀를 보호하기 위해 잘 설계된 메커니즘을 갖고 있다. 예를 들어, 수탉(roosters)은 귀마개가 내장되어 있다. 수탉은 너무 크게 울어서, 소음 수준은 15m 떨어진 곳에서 비행기가 이륙하는 소음과 비슷한 100데시벨(decibels, dB)에 가깝다. 당신의 귀에서 매우 가까운 곳에서 까마귀 한 마리가 내는 소음은 140데시벨을 넘는다. 이렇게 큰 소리는 그들의 청각유모세포를 손상시킬 수 있고, 따라서 약 1초 안에 청력이 손상될 수 있다.
인간은 다른 동물들처럼 귀 보호대를 진화시킬 것인가?
인간이 귀덮개를 진화시키고 있는지에 대한 질문에 대해 지스케는 '아마도 아닐 것이다'라고 대답했다. 왜냐하면 그는 이렇게 추측하기 때문이다.
인간의 귀는 닫히도록 진화하지 않았다. 그리고 그것은 조만간 일어나지 않을 것이다. 우리는 청력이 나빠져도, 아이를 가질 수 있다. 많은 동물 종들은 인간보다 청력, 시력이 좋고, 속도도 더 빠르다. 인간의 특수성은 도구를 사용하고, 보조 기구를 만들어 사용하는 법을 배운 것이다. 예를 들어, 공사장 등 주변 소음이 너무 크면, 귀 보호구나 귀마개를 사용할 수 있다. 다시 말해, 인간은 현대의 소음으로부터 우리를 보호하기 위한 어떠한 귀의 진화도 진행시키지 못할 것이다.[7]
어떻게 수탉이 청력 손상 없이 그렇게 크게 울 수 있는지를 이해하기 위해, 연구자들은 수탉 귀를 마이크로-CT 스캔을 했고, 수탉의 부리가 열려질 때(울 때)와 닫힐 때(울지 않을 때), 귓구멍의 형상을 재구성하였다. 연구자들은 수탉이 큰 소리로 울려고 부리를 열 때, 귓구멍(외이도)이 완전히 닫힌다는 것을 알게 되었다. 즉, 수탉은 필요할 때 작동되는 귀마개가 내장되어 있었던 것이다.[8] 연구자들은 또한 암탉은 울지 않기 때문에, 이러한 보호가 필요하지 않다는 것을 발견했다. 이러한 시스템은 지적설계의 명백한 증거이다. 따라서 일관성을 유지하기 위해, 인간의 귀에도 지적설계를 가리키는 것이 존재해야 한다.
인간은 이미 귀 보호 시스템을 갖고 있다.
인간은 사실 고막(eardrum, tympanic membrane)이 있어서, 대부분의 먼지, 오염물질, 심지어 물이 귀로 들어오는 것을 막을 수 있다. 이 "뚜껑"은 귀를 보호함과 동시에 물, 곤충, 먼지가 귀 안쪽으로 들어오는 것을 막아주면서도, 청력을 방해하지 않는다. 따라서 그 설계는 대기 중에서도 물속에서도 최고 성능을 보여준다. 입은 닫을 수 있고, 눈은 감을 수 있지만, 귀는 고막이 있기 때문에 보호를 위해 닫을 필요가 없는 것이다.
볼륨 조절
커다란 소음은 사람의 귀를 손상시킬 수 있다. 소음 수준을 낮추는 주요 수단 중 하나는 일부 개들에서 흔히 볼 수 있는 늘어진 귀(floppy ears)와 같은 일종의 덮개이다. 다행히도, 우리는 큰 소음에 빠르게 반응하는 더 나은 시스템을 갖고 있다. 이 소리 조절은 신체에서 가장 작은 골격근(skeletal muscles)으로 이루어진다. 그 근육들은 귀의 이소골(ossicles)을 경직되게 만들어, 내이로 들어가는 커다란 소리를 줄여버린다.[9] 이 근육들은 한쪽 또는 양쪽 귀가 큰 소리로 부딪치면, 반사적으로 약 10분의 1초 동안 수축한다.[10] 이 기능은 매우 유용하지만, 순간적으로 보호하는 것은 아니다(시스템이 아니다). 총성과 같은 큰 소음은 시간이 지남에 따른 추가적인 귀 보호 기구가 없다면, 손상을 일으킬 수 있다.
그러나 이 시스템은 또한 소리 식별 기능을 강화한다. 예를 들어, 이들 이소골-경직 중이 근육(ossicle-stiffening middle-ear muscles)은 고주파 음을 불균형적으로 차단하여, 다른 사람의 말을 알아들을 수 있도록, 사람의 언어 주파수와 같은 중요한 범위에서 청력을 향상시킨다. 이 시스템은 우리가 입이나 눈을 닫는 것처럼, 귀를 "닫는" 것처럼 하며 확실히 우수하다.
외이
외이(outer ear)를 닫는 한 가지 방법은 다른 동물들처럼(예로 개) 외이를 덮는 피부판(flap)을 설계하는 것이다. 문제는 귓바퀴(pinna)라고 불리는 외이의 주요 기능은 특정 주파수 범위의 소리와, 대화 시에 친구의 작은 목소리에 이르기까지, 다양한 범위의 소리를 모아야 한다는 것이다.[11]
.귓바퀴(pinna). 듣고 싶어하는 소리를 강화시키고, 배경소음 등 다른 소리를 줄이는 특별한 디자인을 갖고 있다.(Wiki Commons)
귓바퀴는 소리를 증폭시키는 것이 아니다. 그것은 깔때기 같은 역할을 하여, 특정한 주파수의 소리를 수집하고 집중시켜, 이도(귓구멍)으로 유도한다. 또한 소리는 귓바퀴에 의해서 나아갈 때, 필터링 과정을 거치는데, 이것은 사람의 정상적인 대화 주파수 범위의 진동을 증강시키고, 배경소음으로 불리는 다른 소리들을 감소시킨다. 귀는 가장자리 디자인을 포함하여 이러한 필터링 과정을 달성하기 위한 기능적 지형(geography)으로 설계되어 있다.
이륜(helix)이라 불리는 것은 코일을 닮은 것처럼 생겼고, 부서지는 파도처럼 귓바퀴 위로 휘어져 있다. 두 번째 능선은 반쪽 아래에 인접해 있는 대륜(antihelix)이다. 대륜은 작은 평면으로 올라가고, 엽 안으로 내려간다. 귀의 대부분이 연골이지만, 이수(lobule, 귓불)은 부드럽고 지방이 많아, 장식품을 걸기에 딱 알맞다. 외이도 근처의 움푹 들어간 곳은 라틴어로 "조개"를 뜻하는 이개(concha)이다.[12]
맥닐(McNeill)은 귀 옆에 이주(tragus, 이모)라고 불리는 작은 살덩이에 대해 설명하고 있었다.
이주는 귓구멍을 보호한다. 그리스어로 "염소"를 뜻하는 이 이름은 안쪽의 털에서 유래했다. 그것은 플리니(Pliny)와 동시대인이자 최초의 의학사전 편찬자인 에페수스의 루푸스(Rufus of Ephesus)가 염소의 수염을 빗대어 붙인 것이다. 그는 이륜과 이수, 그리고 이주라는 이름을 처음으로 사용한 사람이다.[13]
또한 와드(Ward) 등은 이도(auditory canal, 귓구멍)는 중요한 3kHz 영역의 소리를 효과적으로 수집하도록 설계되어 있다고 말했다.[14] 머리, 귓바퀴, 이도, 모두 2~4 kHz 영역에서 10~15 데시벨의 소리 전달을 최대화하는 하나의 구성단위로서 기능한다. 연구자들은 다음과 같이 결론지었다.
귓바퀴의 만곡(convolutions)의 정확한 크기(dimensions) 때문에, 특정한 주파수의 소리는 증폭되고, 다른 주파수의 것들은 감쇠되어, 각 개인의 귓바퀴는 음파의 구별되는 자국(imprint)을 이도(귓구멍) 안으로 들어가도록 한다. 이 정보는 소리의 인식과 위치측정에 사용된다.[15]
귓바퀴의 모양과 귀 근육의 변화 모두 청각에 대한 구별되는 자국(imprint)을 만들어낸다. 이 "구별되는 자국"은 우리가 듣는 소리를 구별할 수 있게 해줄 뿐만 아니라, 독특한 소리를 내는 데 도움을 준다. 인간의 음향 시스템은 우리가 크고 복잡한 현대 사회에서 다양한 목소리와 특별한 소리를 구분할 수 있게 해준다.
소리 방향
외이는 다른 측면에서 매우 기능적이다. 즉, 외이는 소리의 방향을 결정하는데 도움을 줄 수 있다. 우리는 두 개의 귀를 갖고 있기 때문에, 음향적 시차(auditory parallax)가 만들어져서, 효과적으로 소리의 근원을 찾을 수 있다. "음파는 다른 쪽 귀보다 약간 먼저 한쪽 귀에 부딪치고, 뇌는 그 차이를 알아차린다."[16] 또한 필터링 과정은 소리에 방향 정보도 부가시킨다. 특히, 귓바퀴는 소리의 방향을 찾는 데 도움이 된다. 왜냐하면
귓바퀴(pinna)의 능선과 패인 부분은 몇몇 음파를 다른 음파들보다 늦게, 그 근원에 따라 다른 패턴으로 귓속으로 반사한다. 그러면 뇌는 그것을 해독한다. 과학자들은 실험자들의 귓바퀴의 굴곡에 왁스를 채웠고, 그들이 헤드폰과 같이, 두개골 안으로부터 나오는 소리를 인지한다는 것을 알아냈다.[17]
요약
어떤 진화론자들은 우리가 눈과 입을 닫는 것과 유사한 방법으로, 보호를 위해 귀를 닫는 것이 도움이 될 것이라고 말한다. 그러나 그것은 인간의 귀에 대한 이해가 전혀 없는 사람들의 비현실적 주장인 것이다. 우리 귀의 시스템은 실제로 눈이나 입을 닫는 것보다 훨씬 낫다. 왜냐하면 귀는 우리의 청력을 향상시키기 위해 소리를 조절하고 있기 때문이다. 고막(tympanic membrane)은 청력에 지장을 주지 않고, 먼지, 물, 곤충 등을 효과적으로 막아준다. 우리의 귀는 하나의 좋은 설계(good design)인 것이다.
References
[1] Wedel, M., A monument of inefficiency: The presumed course of the recurrent laryngeal nerve in sauropod dinosaurs, BioOne, Acta Palaeontologica Polonica 57(2):251-256, 2011. See also Toniato, A., et al., Identification of the nonrecurrent laryngeal nerve during thyroid surgery: 20-year experience, World Journal of Surgery 28(7):659–661, 2004, and Sanders et al., Nonrecurrent inferior laryngeal nerves and their association with a recurrent branch, American Journal of Surgery 146(4):501–503, 1983.
[2] Bergman, J., Poor Design: An Invalid Argument Against Intelligent Design, Bartlett Publishing, Tulsa, OK, 2019.
[3] Bergman, 2019.
[4] Schou, I., We can close our eyes and mouth. Why can’t we close our ears? Science in Norway, https://sciencenorway.no/evolution-the-human-body/we-can-close-our-eyes-and-mouth-why-cant-we-close-our-ears/1990711, 10 March 2022, emphasis added.
[5] Quoted in Schou, 2022.
[6] Quoted in Schou, 2022.
[7] Quoted in Schou, 2022.
[8] Claes, Raf, et al., Do high sound pressure levels of crowing in roosters necessitate passive mechanisms for protection against self-vocalization? Zoology 126:65-70, 2018.
[9] Borg, E., and A. Counter, The middle-ear muscles, Scientific American 261(2):74-81, August 1989.
[10] Borg and Counter, 1989, p. 74.
[11] Berger, E.H., L.H. Royster, J.D. Royster, D.P. Driscoll, and M. Layne (editors), The Noise Manual, Fifth Edition, American Industrial Hygiene Association, Fairfax, VA, 2000.
[12] McNeill, D.,The Face, Little, Brown and Company, Boston, MA, pp. 63–64, 1998.
[13] McNeill, 1998, pp. 63–64.
[14] Ward, W.D., L. Royster, and J. Royster, Anatomy and Physiology of the Ear: Normal and Damaged Hearing, Chapter 4, pp. 101–122, 2000.
[15] Ward et al., 2000, p. 102.
[16] McNeill, 1998, p. 63.
[17] McNeill, 1998, p. 63.
*Dr. Jerry Bergman has taught biology, genetics, chemistry, biochemistry, anthropology, geology, and microbiology for over 40 years at several colleges and universities including Bowling Green State University, Medical College of Ohio where he was a research associate in experimental pathology, and The University of Toledo. He is a graduate of the Medical College of Ohio, Wayne State University in Detroit, the University of Toledo, and Bowling Green State University. He has over 1,300 publications in 12 languages and 40 books and monographs. His books and textbooks that include chapters that he authored are in over 1,500 college libraries in 27 countries. So far over 80,000 copies of the 40 books and monographs that he has authored or co-authored are in print. For more articles by Dr Bergman, see his Author Profile.
*참조 : 되돌이 후두신경은 형편없는 나쁜 설계가 아니다.
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생식 과정의 불완전성은 ‘나쁜 설계’를 가리키는가? : 사람의 몸에 형편없는 설계는 없다.
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뒤로 향하는 인간 망막이 형편없는 설계인가?
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눈의 망막에서 거꾸로 된 배선은 색깔의 감지에 중요했다.
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망막의 뒤로 향하는 배선은 최적의 설계였다 : 나쁜 설계의 사례라던 진화론자들의 주장은 틀렸다.
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당신의 귀에 달팽이관이 있는 이유
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내이는 생각보다 훨씬 더 복잡했다.
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인간의 몸은 하나님의 걸작품이다
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새롭게 발견된 사람의 뇌 유전자들은 진화를 부정한다.
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출처 : CEH, 2022. 3. 17.
주소 : https://crev.info/2022/03/another-claim-of-poor-design-refuted/
번역 : 미디어위원회
인간 유전체의 완전한 분석으로 놀라운 반-진화론적 사실이 밝혀졌다.
(Completion of Human Genome Reveals Anti-Evolutionary Surprises)
by Jeffrey P. Tomkins, PH.D.
대부분의 사람들은 최근까지 인간 유전체(genome, 게놈)의 염기서열이 완전히 분석(모든 DNA 글자의 해독)되지 못했다는 것을 알게 된다면 놀랄 것이다. 이제 새로운 DNA 염기서열 분석 기술을 사용하여, 인간 유전체(Y 염색체 제외)의 완전한 버전이 만들어졌다.[1] 이 새로운 성취로 얻어진 놀라운 발견에 의하면, 이전에 염기서열이 밝혀지지 않았던 영역이 한때 진화적 쓰레기(junk)라고 생각됐었지만, 실제로는 생명체에 필요한 중요한 유전자들과 다른 DNA 염기서열들로 가득 차 있다는 것이다.
2001년에 인간 유전체의 첫 번째 초안이 발표됐었다.[2, 3] 그리고 2004년에 인간 유전체의 추정되는 염기서열 분석 완료가 보고되었다. 그러나 그것은 단지 92%가 완료된 것이었다.[4] 염기서열이 완료되지 않은 8%는 결정하기 어려웠다. 왜냐하면 그 부분은 염기서열화가 어려운 많은 반복적 DNA 요소(repetitive DNA elements)들이 포함되어 있었기 때문이다. 그 이후로, 이전의 화학보다 훨씬 더 긴 DNA 조각들을 분석할 수 있는 새로운 광대역 기술의 발달로 인해, 마침내 이 영역들을 해독하고, 염색체 간격을 좁힐 수 있게 되었다.
이 새로운 노력인 텔로미어-투-텔로미어(Telomere-to-Telomere, T2T) 프로젝트라고 불리는 글로벌 컨소시엄에 거의 100여 명의 과학자들이 참여했다. 인간 유전체에서 추가로 분석된 8%는 4억 개의 새로운 DNA 철자들을 포함하는데, 이는 많은 포유류 염색체의 전체 길이와 맞먹는 상당히 큰 양이다. 이 새롭게 분석된 거대한 DNA 영역은 면역반응과 뇌의 발달 및 기능과 관련된 많은 중요한 유전자들을 포함하고 있었다.
바로 작년(2021년), 연구자들은 인간 유전체 분석 20주년을 기념했고, 권위 있는 학술지 Nature 지에 한 논문을 발표했다.[5] 그 기사는 이 새로운 보고서에 나타나 있는 많은 새로운 자료들을 평가했다. "쓰레기가 아니었다(Not Junk)"라는 소제목에서, 저자들은 "HGP(human genome project, 인간 게놈 프로젝트)의 기초 분석이 완료된 상태에서, 단백질 비암호화 부분(non-protein-coding elements)의 분석이 폭발적으로 증가했다. “지금까지 그 부분의 분석 증가는 단백질 암호화 유전자들의 분석에 비해 5배나 많았으며, 둔화될 기미를 보이지 않고 있다"는 것이다. 그들은 또한 말했다. "인간 게놈 프로젝트(HGP) 덕분에, 인간 유전체 대부분의 기능적 배열이 단백질을 암호화하지 않고 있다는 것이 밝혀졌다. 오히려 긴 비암호화 RNA(non-coding RNAs), 촉진자(promoters), 증강자(enhancers), 그리고 수많은 유전자 조절 모티프(gene-regulatory motifs)와 같은 요소들이 함께 작용하여 유전체가 살아있게 한다."
새롭게 보고된 인간 유전체의 완전한 버전과 그것의 반진화적 및 설계적 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다 :
1) 인간 유전체 전체는 생명체에 중요한 유전정보들의 장엄하고 다양한 저장고이다. 이 사실만으로도 정크 DNA의 개념은 부정된다.
2) 본질적으로 단백질 암호화 유전자들은 복잡하고 방대한 조절 DNA 염기서열 내에서 일련의 기본 명령서이다.
3) 많은 RNA 암호화 유전자(RNA coding genes)들이 단백질을 만드는 데 사용되지 않는 기능성 RNA 분자들을 생산하는 데에 존재한다. 그러나 세포에서 상당히 다양한 기능들을 수행한다.
4) 방대한 양의 전략적으로 배치된 조절 스위치(regulatory switches)들과 제어 요소(control elements)들이 전체 인간 유전체에 걸쳐 존재하며, 유전체의 기능을 조절하는데 도움을 준다.
인간 유전체의 경이로운 초고도 복잡성과 설계는 바로 성경이 가리키는 것이다. 시편 139:14절은 “내가 주께 감사하옴은 나를 지으심이 심히 기묘하심이라 주께서 하시는 일이 기이함을 내 영혼이 잘 아나이다”라고 말씀한다.
References
1. Nurk, S., et al. 2022. The complete sequence of a human genome. Science. 376: 44-53
2. Venter, J. C., et al. 2001. The Sequence of the Human Genome. Science. 291 (2001): 1304-1351.
3. International Human Genome Sequencing Consortium. 2001. Initial Sequencing and Analysis of the Human Genome. Nature. 409 (2001): 860-921.
4. International Human Genome Sequencing Consortium. 2004. Finishing the euchromatic sequence of the human genome. Nature. 431 (7011): 931-945.
5. Alexander J. Gates, A.J., D.M. Gysi, M. Kellis, and A.L. Barabási. 2021. A wealth of discovery built on the Human Genome Project—by the numbers. Nature. 590: 212-215.
*Dr. Tomkins is Director of Research at the Institute for Creation Research and earned his doctorate in genetics from Clemson University.
*관련기사 : 인간 게놈 완전 해독…비어 있던 ‘8%’ 20년 만에 채웠다 (2022. 4. 2. 한겨레)
https://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/1037207.html
*참조 : ‘ENCODE III’ 프로젝트의 시작과 '정크 DNA'의 종말을 축하한다 : 엔코드 프로젝트의 결과에 대한 진화론자들의 반응
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엔코드 프로젝트에 뒤이은 4D 뉴클레옴 프로젝트는 DNA의 슈퍼-초고도 복잡성을 밝혀낼 것이다.
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‘정크 DNA’ : 진화론자들의 무지와 오만
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생명체의 암호: 작은 낱말, 큰 메시지
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DNA에서 발견된 숨겨진 메시지들
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유전 정보의 기원은 무엇인가? : 과학자들이 생명의 기원을 찾는 새로운 방법을 제안하다
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컴퓨터가 진화를 입증했다는 도킨스의 주장에 대한 반박
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생명정보와 지적설계 1, 2
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유전암호가 자연적 과정들에 의해 저절로 생겨날 수 있다는 과학적 증거에 대해 1백만 달러의 상금이 제안되었다.
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지성을 가진 잉크?
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출처 : ICR, 2022. 4. 14.
주소 : https://www.icr.org/article/completion-human-genome/
번역 : 미디어위원회
뇌는 논리적으로 정보를 정리한다.
(The Brain Files Information Logically)
by Jerry Bergman, PhD
뇌의 또 다른 새로운 구조가 발견되면서, 뇌는 더욱 복잡함이 밝혀졌다.
뇌(brain)에서 이전에 알려지지 않았던 또 다른 복잡성이 발견되었다. 나는 이전 글에서 "죽음과 세금 외에는 아무것도 확실한 것이 없다“는 속담을 언급했었다. 과학 연구가 진행됨에 따라, 생명체는 시간이 지날수록 점점 더 복잡하다는 것을 보여주고 있다. 이제 또 다른 새로운 발견은 이 주장이 사실이라는 것을 다시 한번 입증하고 있었다.
이 발견은 우주에서 가장 복잡한 구조라고 불리는, 인간의 뇌에 관한 것이다. 다음 기사는 이러한 주장의 근거를 설명하고 있다.[1]
인간의 뇌는 우리가 우주에서 발견한 것 중 가장 복잡한 구조이다. 천억 개 이상의 세포들이 수백조 개의 시냅스로 연결되어 있다... 우주의 총 별의 수는 지구의 모든 해변에 있는 모든 모래 알갱이보다 많은데, 10^22개의 별이 있는 것으로 추정되고 있다. 또한 우주의 크기는 1300만 광년에서 4800만 광년 사이로 추정되고 있다. 이에 비해 인간의 뇌에는 약 1×10^11개의 뉴런(neurons)이 있어서, 서로 1×10^15번 상호 연결되어 있다. 무게는 약 1.5kg, 부피는 1,300㎤이다. 이것은 우리가 누구인지, 어떤 신념을 갖고 있는지, 정치적 선호, 스포츠 선호는 어떻게 되는지, 누구와 사랑에 빠졌는지 등을 알려주기에 충분하다.[2]
뇌의 저장 용량은 3,000시간 분량의 TV 영상물, 또는 2.5페타바이트(petabytes, 1000 terabytes)로 추정된다.[3] 뇌는 우주에서 가장 복잡한 물체일 뿐만 아니라, 그 작동 원천과 세부 사항들도 종합적으로 우주에서 가장 큰 미스터리 중 하나이다.
그럼에도 불구하고, 과학자들은 뇌가 어떻게 기능하는지 이해하려고 계속 노력하고 있다. 뇌의 미스터리를 해결하기 위해서 20억 달러의 프로젝트가 수행되고 있다. 2012년에 시작된 야심찬 "브레인(Brain)" 프로젝트는 역동적이고 포괄적인 뇌 지도를 그리기 위한 가장 최근의 시도이다. 이 공동 프로젝트에는 펜타곤, 국립보건원, 국립과학재단의 연구기관들, 구글, 마이크로소프트가 참여하고 있다. 유럽에서는 뇌와 관련된 기존의 모든 지식을 수집하여, 지금까지 신경과학 분야에서 행해진 가장 실제적인 시뮬레이션을 생성하려고 한다.
의심할 여지없이, 뇌의 구조와 기능은 이 우주에서 가장 큰 의문 중 하나이다.[4] 뇌가 어떻게 작동하는지는 인류의 가장 큰 미스터리 중 하나로 평가되고 있다.[5] "어떻게 기억이 형성되는가"와 같은 기본적인 질문조차 여전히 불분명하다.[6] 듀크 대학의 신경과학 명예교수인 마크 리어리(Mark Leary)는 다음과 같이 설명했다.
대부분의 사람들에게 의식의 근원지를 묻는다면, 당연히 뇌라고 말할 것이다. 뇌가 의식에 관여하고 있다는 것에는 의심의 여지가 없는 것 같다. 분명히 뇌의 활동은 보고, 듣고, 냄새 맡고, 감지하고, 사고하는 것과 관련이 있고, 만약 우리가 특정한 방식으로 뇌를 손상시킨다면, 사람들은 더 이상 의식을 갖지 못한다. 하지만 여기 문제가 있다. 아무도 뇌가 어떻게 의식을 생산하는지 전혀 알지 못한다는 것이다.[7]
물론 신경학자들은 이 엄청나게 복잡한 기관이 어떻게 작동하는지 잘 이해하지 못하고 있지만, 진화론자들은 뇌가 창조된 것이 아니고, 무작위적 과정을 통해서 우연히 생겨난 것이라고 확신하고 있다. 그들은 여전히 사람의 뇌는 훨씬 단순한 뇌에서부터 수억 수천만 년 동안에 걸쳐 점차적으로 진화했다고 주장한다.[8] 여기에서 보고된 새로운 발견은 뇌가 이전에 믿었던 것보다 더욱 복잡하고, 더욱 신비롭다는 것을 밝혀냄으로써, 그들에게 절망감을 더해주고 있었다.
새로운 발견
간단히 말해서, 이 새로운 발견은 뇌의 한 구역이나 덩어리 안으로 기억 물질을 채우는 것을 용이하게 해주는, 새로운 유형의 세포를 발견한 것이었다. 7년 전 BBC 뉴스에서 조나단 웹(Jonathan Webb)은 다음과 같은 질문을 했다.
다시 쉽게 찾을 수 있도록 정보를 저장하는 것은 어려운 일이다. 의도적으로 난잡한 책상에서부터 색인을 표시한 파일 캐비닛까지, 우리 모두는 선호하는 시스템을 갖고 있다. 어떻게 그러한 일이 우리 뇌 안에서 일어나는 것일까?[9]
캘리포니아 로스엔젤레스에 있는 시다스-시나이 메디컬 센터(Cedars-Sinai Medical Center)의 연구자들은 특정한 목적의 뇌세포가 새로운 기억 파일을 언제 시작하는지를 알아냈다. 이러한 새 파일이 생성되면, 유사한 물질이 새 파일에 배치될 수 있다.
기억력에 대한 이전의 연구에서, 신경과학자들은 뇌가 정보를 논리적이고 연결된 방식으로 저장한다는 것을 어렴풋이 알아냈다. 예를 들어, 배우자에 대한 파일이 있는데, 그 파일을 불러오는데 필요한 데이터는 몇 가지뿐이다. 만약 당신이 붐비는 백화점에서 당신의 배우자를 우연히 본다면, 당신은 그녀의 키, 그녀의 뒷모습, 머리 모양과 같은 작은 양의 정보만을 수집하여 20m 이상 떨어진 곳에서도 그녀를 알아볼 수 있다.
이렇게 할 수 있는 건, 이 작은 정보만으로도 당신의 뇌에서 그녀에 대한 파일을 불러오기에 충분하기 때문이다. 대게 그 답은 맞다. 전에 얻었던 정보에 따라, 아내에 대한 파일이 올라왔고, 마음속에서 아내를 떠올렸다. 하지만 다음 순간에, 당신이 그녀와 가까워졌을 때, 그 사람이 당신의 배우자가 아니라는 것을 깨닫고, 깜짝 놀랐다고 가정해 보자. 가까운 곳에서 눈으로부터 수집된 새로운 정보는 당신이 본 여자가 당신의 배우자가 아니라는 것을 깨닫게 해준다. 당신의 뇌가 잘못된 파일을 불러왔고, 당신은 당황하며 가던 길을 가게 된다.
조사는 어떻게 이루어졌는가?
이 새로운 연구에서 연구자들은 19명의 실험자들의 뇌에 전극을 부착하고, 어떤 새로운 것을 관찰할 때, 해마(hippocampus)의 뉴런이 폭발적으로 활동함을 보여주는 데이터를 얻었다. 그들은 이것을 다른 사건들 사이의 경계로서 해석했다. 뇌의 한 부분인 해마에서 단기기억을 장기기억으로 전환하는 역할을 하는 폭발적 활동이 관찰되었다. 연구자들이 앞에서 언급한 유추(백화점에서 배우자 목격)를 사용하여, 모니터링 된 뉴런의 활동은 실험자가 새로운 파일을 만들고 있음을 암시했다.
중요한 것은 그 결과는 뇌의 새로운 기능을 드러낸 것이 아니라, 오히려 뇌의 새로운 구조를 드러냈다는 것이다 : "기억 형성에 관여하는 새롭게 발견된 종류의 뇌세포는, 우리가 그것을 경험한 뚜렷한 사건들 사이의 경계를 나타내는 것처럼 보인다."[10] 새로 발견된 세포 유형은 해마 신경세포의 약 7%를 차지한다. 연구자들은 이들을 경계세포(boundary cells)라고 불렀는데, 새로운 사건이 일어났을 때 점화가 최고조에 달하고 있었다. 파일 폴더와 마찬가지로, 경계세포는 기억 내용에 대한 정보를 전달하지 않고, 단지 경계에 존재하기 때문에, 뇌가 새로운 기억 구역(memory section)을 형성해야 한다는 것을 나타낸다. 이것은 "새로운 폴더를 시작하는 것과 같다"라고 New Scientist 지에서 클레어 윌슨(Clare Wilson)은 말했다.[11] Nature Neuroscience(2022. 3. 7) 지에 발표된 그 논문은 다음과 같이 설명하고 있다.
경험이 계속되는 동안, 기억은 별개의 사건으로 정리된다. 인지경계는 경험을 세분화하고, 기억을 구조화하는 것으로 생각된다. 뉴런은 서로 다른 사건들 사이의 난해한 인지경계에서 반응한다... 이러한 발견들은 경험을 기억 사건으로 변환하고, 탐지 동안 정신적 시간 여행을 구성하는, 인지경계를 탐지하는 한 신경적 기질(neuronal substrate)을 드러낸다.[12]
요약
이것은 많은 양의 정보를 정리하는 것을 돕는 사람 뇌의 물리적 메커니즘에 대한 첫 번째 증거이다. 잊어버리는 것은 종종 정보의 소실 때문이 아니라, 수십억 개의 정보 중에서 정보를 찾아야 하는 뇌의 파일 시스템에서 정보를 찾을 수 없기 때문이다. 파일에 더 많은 단서가 있으면, 존재하는 정보를 더 빨리 검색할 수 있다. 예를 들어, 미국의 34대 대통령이 누구냐고 묻는다면, 많은 사람들이 잘 대답하지 못할 것이다. 그러나 제34대 대통령은 한국 전쟁 당시 미국 대통령이라거나, 제2차 세계대전 당시 서유럽 연합군 최고사령관이었다는 새로운 정보를 추가시키면, 그 사람은 아이젠하워(Dwight David Eisenhower)라고 정확한 이름을 찾을 수 있도록 도와준다. 따라서 이 연구 논문에서 추론된 파일관리 시스템(filing system)은 연구자들이 경계세포라고 부르는 특수 세포에 의해 촉진되는 논리적 그룹 안으로 정보를 정리함으로써, 뇌가 작동한다는 것을 이해하는데 도움을 준다. 연구가 계속됨에 따라, 의심할 여지없이 우리는 더 많은 인간 뇌의 비밀을 발견하게 될 것이다.
References
[1] Tuarez, J., Is the human brain the most complex thing in the universe? Society of Neuroscience, https://neurotray.com/is-the-human-brain-the-most-complex-thing-in-the-universe/, 28 October 2020.
[2] Tuarez, 2020.
[3] Reber, P., Ask the Brains. Scientific American, doi:10.1038/scientificamericanmind0510-70, 1 May 2010.
[4] Bilsky, E., et al., Brain Facts, Society for Neuroscience, Washington, D.C., p. 5, 2018.
[5] Bryner, J., Greatest Mysteries: How Does the Brain Work? https://www.livescience.com/4583-greatest-mysteries-brain-work.html, 2 August 2007.
[6] Wilson, C., Special brain cells may signal when to start new memories, New Scientist, https://www.newscientist.com/article/2311077-special-brain-cells-may-signal-when-to-start-new-memories/#ixzz7MyXVI2TK, 7 March 2022.
[7] Leary, M., Consciousness and the Brain: The Greatest Mystery of Being Human. https://www.thegreatcoursesdaily.com/consciousness-and-the-brain-the-greatest-mystery-of-being-human/, 27 December 2020.
[8] DeFelipe, J. The evolution of the brain, the human nature of cortical circuits, and intellectual creativity. Frontiers of Neuroanatomy., 16 May 2011 | https://doi.org/10.3389/fnana.2011.00029
[9] Webb, J., Peeking into the brain’s filing system, BBC News, https://www.bbc.com/news/science-environment-33380677, 5 July 2015.
[10] Wilson, 2022.
[11] Wilson, 2022.
[12] Zheng, J., et al., Neurons detect cognitive boundaries to structure episodic memories in humans, Nature Neuroscience, 25:358-368, p. 358, 7 March 2022 (emphasis added).
*Dr. Jerry Bergman has taught biology, genetics, chemistry, biochemistry, anthropology, geology, and microbiology for over 40 years at several colleges and universities including Bowling Green State University, Medical College of Ohio where he was a research associate in experimental pathology, and The University of Toledo. He is a graduate of the Medical College of Ohio, Wayne State University in Detroit, the University of Toledo, and Bowling Green State University. He has over 1,300 publications in 12 languages and 40 books and monographs. His books and textbooks that include chapters that he authored are in over 1,500 college libraries in 27 countries. So far over 80,000 copies of the 40 books and monographs that he has authored or co-authored are in print. For more articles by Dr Bergman, see his Author Profile.
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