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창조설계

초파리 전사체의 초고도 복잡성

초파리 전사체의 초고도 복잡성 

(Mind-Boggling Complexity in the Fruit Fly Transcriptome)


      거의 100여년 동안 유전학 연구의 중심에 있었던 초파리(fruit fly)는 과학자들을 놀라게 만들면서, 진화론의 예측을 거부하는 일을 계속하고 있다. 최근 한 팀의 연구자들은 이전의 연구보다 훨씬 더 상세하게 초파리 유전체(genome)를 가로질러 유전자 발현의 다양성을 평가했는데, 그 결과는 믿을 수 없도록 놀라운 복잡성과 설계를 가리키고 있었다.[1]


식물과 동물의 유전체 연구에서 나타나고 있는 주요한 특성 중 하나는 거의 모든 DNA가 (RNA로 복사되고) 발현되고 있다는 사실이다. 이 발현되는 RNA는 전사체(transcriptome, 전체 전사물, 전사된 mRNA의 총 집합)라고 불리는 것을 구성한다. 서로 다른 유형의 생성되는 RNA 분자들은 비암호화 RNA(짧고 긴)와 단백질암호 RNA를 포함하여 상당히 다양한 기능적 범주로 위치시킬 수 있다. 다양한 비암호화 RNA 분자들은 단백질암호 부분보다 훨씬 수가 많다. 유전체의 비암호 RNA 부위는 단백질 암호 영역의 사용을 제어하는 이중 정보 시스템처럼 작동되고 있었다. 


Nature 지에 발표된 새로운 연구에서, 저자들은 많은 다른 초파리의 조직에서 발현되는 RNA를 고급 시퀀싱 기술을 사용하여 포획했고 분석했다.[1] 연구자들은 이전에 알려지지 않았던 1,200개 이상의 새로운 유전자들을 발견했다. 이러한 결과는 잘 연구된 작은 크기의 유전체조차도 여전히 이해되고 분류해야할 많은 부분들이 남아 있음을 보여주고 있었다.


또 다른 놀라운 발견은 두 개의 서로 다른 방향으로 (이중) 암호화되어있는 중복 유전자들이 극적으로 많이 발견되고 있다는 것이다. DNA는 이중 가닥의 분자이고, 유전자들은 서로 중복될 수 있는 분절을 가진 양쪽 가닥으로(반대 방향으로 달리는) 발견된다. 한쪽 가닥은 단백질 암호 유전자를 포함하고, 반면에 다른 가닥은 역배열 RNA로 이름 붙여진 것을 암호화하고 있다는 것이다.[3] 이들 역배열 RNAs(antisense RNAs)은 정배열의 단백질 암호 부위의 조절을 돕고 있고, 이전에 예상했던 것보다 훨씬 높은 수준으로 초파리 유전체에서 유전자 발현을 조절하는 데에 중요한 역할을 수행하는 것으로 밝혀지고 있다.  


또 다른 발견은 선택적 접합(alternative splicing, 선택적 이어붙이기)은 이전에 알려진 것보다 훨씬 더 복잡하고 흔하다는 것이다. 단백질 암호화 및 비암호화 RNA 유전자들은 둘 다 엑손(exons)과 인트론(introns)이라 불리는 부위를 포함하고 있다. 한 유전자가 RNA 전사체로 복사된 후, 인트론은 종종 제거되고, 엑손은 함께 접합된다. 많은 유전자들에서, 엑손은 여러 다양한 유전자 생성물들을 형성하기 위해서 선택적으로 접합된다. 인간에서 유전자들의 약 95%가 선택적으로 접합되는 것으로 평가되었다.[4, 5] 초파리에서 선택적 접합은 특별히 신경세포의 발달 및 기능 동안에 유전자를 조절하는 데에 중요한 역할을 수행하는 것이 발견되었다.


초파리 전사체에서 예상치 못한 복잡성의 대부분은 유전자 기능을 조절할 뿐만 아니라, 그것이 만들어진 후 RNA 복사본을 변경하는 많은 새로운 제어 특성들이 존재하기 때문이다. 연구의 저자들은 ”초파리의 전사체는 이전에 알고 있던 것보다 훨씬 더 복잡하다. 이러한 복잡성은 프로모터(promoters), 접합 부위, 아데닐 사슬 첨가(polyadenylation) 부위 등의 조합적 사용에 기인한다”고 말했다.[1]


단순할 것으로 생각했던 한 작은 생물 유전체의 믿을 수 없는 복잡성은 과학자들을 계속 놀라게 만들고 있다. 우리가 유전체에 대해 더 많은 것을 발견하면 할수록, 생물 복잡성은 상상했던 것보다 훨씬 크다는 것을 깨닫게 되는 것이다. 진화론자들은 이와 같은 것을 예측하지 못했지만, 창조론자들은 창조주 하나님의 초월적 지혜에 다시 한번 감탄하게 되는 것이다.



References

1.Brown, J. B. et al. 2014. Diversity and dynamics of the Drosophila transcriptome. Nature. doi:10.1038/nature12962.
2.Tomkins, J. 2013. Explaining Organismal Complexity with Non-Coding DNA. Acts & Facts. 42: (11) 19.
3.Pelechano, V. and L. M. Steinmetz. 2013. Gene regulation by antisense transcription. Nature Reviews Genetics. 14 (12): 880-893.
4.Wang, E. T. et al. 2008. Alternative isoform regulation in human tissue transcriptomes. Nature. 456 (7221): 470-476.
5.Pan, Q. et al. 2008. Deep surveying of alternative splicing complexity in the human transcriptome by high-throughput sequencing. Nature Genetics. 40: (12) 1413-1415.

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

 

*관련기사 : 초파리 강풍 속 놀라운 비행기술…원리 찾았다 (2014. 3. 29. YTN)
http://www.ytn.co.kr/_ln/0105_201403290832555915

강풍 속 초파리 비행원리, 5mm 곤충의 '엄청난 비밀'
: 인간과 달라…뇌가 아닌 신경기관이 감지 '대단'  (2014. 3. 29. 스포츠서울)
http://news.sportsseoul.com/read/life/1343827.htm


번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.icr.org/article/8033/ 

출처 - ICR News, 2014. 3. 26.

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5883

참고 : 4604|5000|4873|3413|3318|5836|5831|5799|5793|5787|5784|5762|5734|5728|5667|5580|5474



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