사람 유전체는 4차원의 세계로 되어 있다.
(Human Nucleome Reveals Amazing 4D World)
Jeffrey P. Tomkins, Ph. D
시간과 유전자 발현의 맥락에서, 3차원적 사람유전체(nucleome, 뉴클레옴, 세포 내에 한데 뭉친 핵물질)를 조사하고 있는 한 새로운 연구는 상상할 수 없는 복잡성과 정밀성을 밝혀내고 있었다. PNAS 지에 발표된 한 새로운 연구 논문의 저자들은 보고서의 시작 부분을 ”사람 유전체(human genome)는 3차원적 동적 시스템의 아름다운 예이다”라고 말하고 있었다.[1] 그들의 연구 결과는 이 오프닝 발언을 확실하게 입증해주고 있었다.
세포의 핵 내에서 서로 다른 염색체들을 그들의 세포 유형에 따라 특정 영역들을 점유하고 특별한 구조로 존재하면서, 사람 유전체는 3차원적으로 기능을 하고 있었다. 예를 들어, 간세포 핵의 3차원적 구조는 뇌세포의 3차원적 구조와 다르다. 또한, 심지어 다른 염색체라 할지라도, 같은 타입의 세포 과정을 상호 조절하는 유전자들은 전사공장(transcription factories)이라 불리는 세포핵 내의 특정 위치에 종종 함께 위치하고 있었다.[2, 3, 4] 이들 전사공장들은 유전자로부터 전사된 메신저 RNA(유전자들의 기능적 RNA 복사본)들을 만들고 가공한다. DNA는 장소를 이동하고, 프로젝터를 통해 나오는 영화필름처럼 감겨져 있지만, 전사공장들은 비교적 고정된 위치에 있는 것으로 나타난다.
연구자들은 이제 이러한 타입의 복잡한 3차원적 유전자 발현 데이터를 세포분화 및 여러 생리학적 반응과 같은 세포과정들과 통합하려고 노력하고 있는 중이다. 이것은 다양한 유전자 분석기법을 사용하여, 유전체 내에서 수천의 유전자들과 그들의 물리적 위치를 동시에 같이 연구하는 것을 포함하고 있다. 얻어진 데이터들은 정교한 통계모델로 통합되어 분석될 것이다.
이 새로운 연구에서, 연구자들은 ‘염색체 구조 포획(chromosome confirmation capture)’이라는 기법을 사용하여 일부 분석을 수행했다. 이 분석은 염색체들이 서로에 대해 어떻게 위치하고 있는지에 대한 유전체 전체의 구조적 정보를 제공해준다.[5] 연구의 저자들은 뉴클레옴의 종합적 그림을 개발하기 위해서, 이들 결과들을 3D 미세 사진과 유전체를 가로질러 포획된 수백만 개의 RNA 염기서열에 관한 부가적 정보와 결합시키고 있었다.
그리고 3차원으로는 충분하지 않았는지, 연구자들은 이들 실험을 ‘생체시계(circadian clock)’라고도 불리는 신체의 낮/밤 시간유지 시스템에 대한 반응으로, 다중 시점(multiple time points)에 걸쳐서 반복하고 있었다. 연구에 시간(time)이라는 네 번째 차원을 추가하고 있었던 것이다.
놀랍게도, 연구자들은 수천의 유전자들이 유전체를 가로지르며 동적으로 그리고 정밀하게 신체의 내부시계에 의해서 조절되고 있음을 발견했다. 이 복잡한 유전자들의 놀라운 관현악 협연은 3D 유전체에 걸쳐서 발생하고 있었다. 연구자들은 ”3D 공간에서의 유전자들 이동은 생체시계의 배경 하에서 유전자 조절의 기하학적 그림을 제공하고 있는데, 이것은 생물학적 시간을 조절하는 메커니즘에 대한 통찰력을 제공할 수도 있다”고 썼다.[1]
수천의 유전자들이 3D 공간 내에서 세포 타입과, 관련된 생리적 과정에 따라 정확한 방법으로 함께 조절되고 있을 뿐만 아니라, 그들은 또한 4차원적 개념인 시간적 상황 하에서 정확하고 경이로운 유전적 댄스를 추면서 기능하고 있었다. 이러한 유형의 생물학적 시스템은 상상을 초월하는 초고도 복잡성을 가지고 있는 것으로, 그것들에 대한 우리의 이해는 이제 시작에 불과한 것이었다.
복잡성은 경이로운 수준이었다. 그리고 이것은 목적도 없고 방향도 없는 무작위적인 우연한 과정을 통해 DNA들이 생겨났을 것이라는 진화론적 패러다임을 완전히 붕괴시키고 있는 것이다. 복잡한 공학적 시스템은 결코 우연히 생겨날 수 없다. 그리고 그 보고서에서 기술되고 있는 것은 사람의 능력으로는 완전히 이해하기 어려운 수준의 경이로운 초고도 복잡성인 것으로 보인다. 이러한 유형의 4D 시스템은 초월적 지혜의 전능하신 창조주에 의해서만 생겨날 수 있는 것이다.
References
1.Chen, H. et al. 2015. Functional organization of the human 4D Nucleome. Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America. 112 (26): 8002-8007.
2.Van Bortle, K., and V. G. Corces. 2012. Nuclear organization and genome function. Annual Review of Cell and Developmental Biology. 28: 163-187.
3.Davidson, S., N. Macpherson, and J. A. Mitchell. 2013. Nuclear organization of RNA polymerase II transcription. Biochemistry and Cell Biology. 91 (1): 22-30.
4.Li, H. B. et al. 2013. Insulators target active genes to transcription factories and polycomb-repressed genes to polycomb bodies. PLoS Genetics. 9 (4): e1003436.
5.The chromosome conformation capture data also specifically show which genes across the genome are combined together in transcription factories. When these genes are integrated with the RNA sequencing information, the data provide a detailed look into the dynamics of the cell nucleus.
*Dr. Tomkins is Research Associate at the Institute for Creation Research and received his Ph.D. in genetics from Clemson University.
*참조 : Human Genome's Spirals, Loops and Globules Come into 4-D View [Video]
http://www.scientificamerican.com/article/human-genome-s-spirals-loops-and-globules-come-into-4-d-view-video/
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/8840
출처 - ICR News, 2015. 7. 27.
사람 유전체는 4차원의 세계로 되어 있다.
(Human Nucleome Reveals Amazing 4D World)
Jeffrey P. Tomkins, Ph. D
시간과 유전자 발현의 맥락에서, 3차원적 사람유전체(nucleome, 뉴클레옴, 세포 내에 한데 뭉친 핵물질)를 조사하고 있는 한 새로운 연구는 상상할 수 없는 복잡성과 정밀성을 밝혀내고 있었다. PNAS 지에 발표된 한 새로운 연구 논문의 저자들은 보고서의 시작 부분을 ”사람 유전체(human genome)는 3차원적 동적 시스템의 아름다운 예이다”라고 말하고 있었다.[1] 그들의 연구 결과는 이 오프닝 발언을 확실하게 입증해주고 있었다.
세포의 핵 내에서 서로 다른 염색체들을 그들의 세포 유형에 따라 특정 영역들을 점유하고 특별한 구조로 존재하면서, 사람 유전체는 3차원적으로 기능을 하고 있었다. 예를 들어, 간세포 핵의 3차원적 구조는 뇌세포의 3차원적 구조와 다르다. 또한, 심지어 다른 염색체라 할지라도, 같은 타입의 세포 과정을 상호 조절하는 유전자들은 전사공장(transcription factories)이라 불리는 세포핵 내의 특정 위치에 종종 함께 위치하고 있었다.[2, 3, 4] 이들 전사공장들은 유전자로부터 전사된 메신저 RNA(유전자들의 기능적 RNA 복사본)들을 만들고 가공한다. DNA는 장소를 이동하고, 프로젝터를 통해 나오는 영화필름처럼 감겨져 있지만, 전사공장들은 비교적 고정된 위치에 있는 것으로 나타난다.
연구자들은 이제 이러한 타입의 복잡한 3차원적 유전자 발현 데이터를 세포분화 및 여러 생리학적 반응과 같은 세포과정들과 통합하려고 노력하고 있는 중이다. 이것은 다양한 유전자 분석기법을 사용하여, 유전체 내에서 수천의 유전자들과 그들의 물리적 위치를 동시에 같이 연구하는 것을 포함하고 있다. 얻어진 데이터들은 정교한 통계모델로 통합되어 분석될 것이다.
이 새로운 연구에서, 연구자들은 ‘염색체 구조 포획(chromosome confirmation capture)’이라는 기법을 사용하여 일부 분석을 수행했다. 이 분석은 염색체들이 서로에 대해 어떻게 위치하고 있는지에 대한 유전체 전체의 구조적 정보를 제공해준다.[5] 연구의 저자들은 뉴클레옴의 종합적 그림을 개발하기 위해서, 이들 결과들을 3D 미세 사진과 유전체를 가로질러 포획된 수백만 개의 RNA 염기서열에 관한 부가적 정보와 결합시키고 있었다.
그리고 3차원으로는 충분하지 않았는지, 연구자들은 이들 실험을 ‘생체시계(circadian clock)’라고도 불리는 신체의 낮/밤 시간유지 시스템에 대한 반응으로, 다중 시점(multiple time points)에 걸쳐서 반복하고 있었다. 연구에 시간(time)이라는 네 번째 차원을 추가하고 있었던 것이다.
놀랍게도, 연구자들은 수천의 유전자들이 유전체를 가로지르며 동적으로 그리고 정밀하게 신체의 내부시계에 의해서 조절되고 있음을 발견했다. 이 복잡한 유전자들의 놀라운 관현악 협연은 3D 유전체에 걸쳐서 발생하고 있었다. 연구자들은 ”3D 공간에서의 유전자들 이동은 생체시계의 배경 하에서 유전자 조절의 기하학적 그림을 제공하고 있는데, 이것은 생물학적 시간을 조절하는 메커니즘에 대한 통찰력을 제공할 수도 있다”고 썼다.[1]
수천의 유전자들이 3D 공간 내에서 세포 타입과, 관련된 생리적 과정에 따라 정확한 방법으로 함께 조절되고 있을 뿐만 아니라, 그들은 또한 4차원적 개념인 시간적 상황 하에서 정확하고 경이로운 유전적 댄스를 추면서 기능하고 있었다. 이러한 유형의 생물학적 시스템은 상상을 초월하는 초고도 복잡성을 가지고 있는 것으로, 그것들에 대한 우리의 이해는 이제 시작에 불과한 것이었다.
복잡성은 경이로운 수준이었다. 그리고 이것은 목적도 없고 방향도 없는 무작위적인 우연한 과정을 통해 DNA들이 생겨났을 것이라는 진화론적 패러다임을 완전히 붕괴시키고 있는 것이다. 복잡한 공학적 시스템은 결코 우연히 생겨날 수 없다. 그리고 그 보고서에서 기술되고 있는 것은 사람의 능력으로는 완전히 이해하기 어려운 수준의 경이로운 초고도 복잡성인 것으로 보인다. 이러한 유형의 4D 시스템은 초월적 지혜의 전능하신 창조주에 의해서만 생겨날 수 있는 것이다.
References
1.Chen, H. et al. 2015. Functional organization of the human 4D Nucleome. Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America. 112 (26): 8002-8007.
2.Van Bortle, K., and V. G. Corces. 2012. Nuclear organization and genome function. Annual Review of Cell and Developmental Biology. 28: 163-187.
3.Davidson, S., N. Macpherson, and J. A. Mitchell. 2013. Nuclear organization of RNA polymerase II transcription. Biochemistry and Cell Biology. 91 (1): 22-30.
4.Li, H. B. et al. 2013. Insulators target active genes to transcription factories and polycomb-repressed genes to polycomb bodies. PLoS Genetics. 9 (4): e1003436.
5.The chromosome conformation capture data also specifically show which genes across the genome are combined together in transcription factories. When these genes are integrated with the RNA sequencing information, the data provide a detailed look into the dynamics of the cell nucleus.
*Dr. Tomkins is Research Associate at the Institute for Creation Research and received his Ph.D. in genetics from Clemson University.
*참조 : Human Genome's Spirals, Loops and Globules Come into 4-D View [Video]
http://www.scientificamerican.com/article/human-genome-s-spirals-loops-and-globules-come-into-4-d-view-video/
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/8840
출처 - ICR News, 2015. 7. 27.