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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

미디어위원회
1일전

‘정크’ RNA에서 중요한 기능이 또 다시 발견되었다.

(Closer Look Found Important Functions in Junk RNA)

David F. Coppedge


       유전체에 정크(junk, 쓰레기)가 있다는 진화론자들의 주장은 중요한 발견들을 지연시켰다.


    "정크 DNA(junk DNA, 쓰레기 DNA)"라는 믿음은 이제 거의 사라졌다. 흥미로운 것은 DNA와 RNA의 "번역되지 않은 부위(untranslated regions, UTR, 비번역 영역)"에서 얼마나 많은 중요한 기능들이 들어있는가 하는 것이다. 이제 아리조나 대학(University of Arizona)의 한 연구 결과를 1990년에 알았더라면, ‘정크 DNA’ 신화를 지지했던 사람들에게 큰 충격을 주었을 것이다. 그리고 이 발견은 세포가 어떻게 유전정보를 조절하는지 설계적 관점에서 바라본다면 완벽하게 이치에 맞는다. 그렇다면 다음과 같은 질문이 생겨난다 : "정크 DNA"라는 진화론적 눈가리개를 착용하지 않았다면, 생화학자들은 이러한 기능을 더 일찍 발견했을까?

먼저 사용되는 용어에 대해 간략히 살펴보면, DNA와 RNA의 가닥은 종종 말단 부착점에, 즉 한쪽 끝에 하이드록실기(hydroxyl group)가 있는 3'(three-prime), 또는 다른 쪽 끝에 인산기(phosphate group)가 있는 5'(five-prime)을 갖고 있다. 이러한 용어들은 생화학자들이 번역 또는 복제 과정의 방향을 이해하는 데 도움을 준다. 전령 RNA(messenger RNAs)의 일부는 3'UTR, 또는 5'UTR로 표시되는, 번역되지 않은 부위들을 종종 갖고 있다.


연구는 RNA '정크'가 어떻게 우리의 유전자를 조절하는지를 보여준다 (University of Arizona, 2024. 7. 1). "새로운 연구는 유전자를 조절하는 분자 기계들을 탐구하였다." 이 글의 헤드라인에서 '정크'라는 단어를 인용한 것은 중대한 생각의 재고(rethink)가 일어나고 있다는 단서를 주고 있다.

먼저, 보도 자료는 RNA에 대한 소개로 시작하고 있었다 :

유전자(genes)들은 지구 생명체의 놀라운 다양성에 대한 청사진을 담고 있는 DNA의 한 부분이다. 그러나, 이 다재다능의 비밀 중 일부는 유전자 자체가 아니라, 그 효과를 섬세하게 조절하는 방법에 있다. 유전자들은 세포와 조직을 만들고, 수리하며, 화학반응 속도를 높이고, 병원균으로부터 몸을 보호하는, 필수적 역할을 하고 있는 단백질들을 만드는 지침(instructions)이 들어있다.

유전자가 단백질들을 생산하기 위해서는 RNA라는 중간 분자를 필요로 한다. 이 과정에서 먼저 DNA가 RNA로 복제되고, 이것은 DNA 주형과 생성된 단백질을 연결하는 가교(bridge) 역할을 한다. 태어날 때부터 우리의 DNA 유전체는 고정되어 있지만, RNA는 유전자가 발현되는 방식을 조절함으로써, 신체에 엄청난 유연성을 제공한다.

연구자들은 선충(roundworms)을 조사하면서, 3'UTR에서 중요한 조절 기능을 발견했다. 이것은 오래된 가정을 재고할 것을 요구한다는 것이다.

처음에는 3'UTR과 같은 비암호화(noncoding) RNA는 그 자체가 단백질 암호를 갖고 있지 않기 때문에, 불필요한 유전자 조각으로 간주됐었다. 그러나 최근 연구에 따르면, 이들은 유전자의 행동을 변화시키고, mRNA의 안정성, 국소화 및 번역 효율에 영향을 미치는 데 중요한 역할을 하고 있었다. 번역은 RNA를 아미노산 서열로 구성된 단백질로 바꾸는 과정을 말한다.

누가 이런 기능을 하는 부분을 불필요한 것이라고 말했는가? 진화론자들이 아닌가? 그들은 자신들이 이해하지 못했던 어떤 부분을, 수억 수천만 년 년 동안의 자연선택에 의한 '진화적 땜질(evolutionary tinkering)'이라는 무수한 시행착오들을 거치면서 남겨진 정크(junk, 쓰레기)라고 주장했던 것이다. '만물 우연 발생의 법칙(Stuff Happens Law)'을 철저히 믿고 있는 리처드 도킨스(Richard Dawkins)와 같은 진화론자는 ‘눈먼 시계공(blind watchmaker)’이라는 책에서 이와 같은 주장을 했었다. 게다가 이런 식의 사고는, 사람의 일부 신체 기관들을 소위 '흔적기관(vestigial organs)'이라고 주장하게 했으며, 우리의 체내에 '나쁜 설계(bad design)'가 들어있다는 주장과 함께, 수십 년의 시간을 낭비하게 했다.

이에 반해, 지적설계를 믿는 사람들은 다른 가정을 가지고 한 현상을 바라본다. 폴 넬슨(Paul Nelson) 박사는 다큐멘터리 "비행: 천재적인 새들(Flight: The Genius of Birds)"에서, "어떤 것이 작동되고 있다면, 그것은 우연히 일어난 것이 아니다"라고 말한 할아버지의 말을 인용하고 있다. 그러므로 지적설계를 믿는 과학자들은 어떤 것이 작동되고 있다면, 그것이 어떻게 작동되는지를 배우려고 한다.


정크에서 발견된 기능들

만약 그들이 모르고 있는 어떤 것에 대해 무엇이 일어나고 있는지를 알아내기 위해 접근했다면, 그들은 이 3'UTR에 대해 다음과 같은 사실들을 더 빨리 알아냈을 것이다. 아리조나 대학의 연구자들은 3'UTR에 대해 다음과 같은 것들을 발견했다 :

▶ "mRNA의 안정성과 효율성을 조절함으로써, 단백질이 언제 어떻게 만들어지는지를 조절하는 데 도움이 된다."

▶ "환경 변화에 대한 역동적인 반응과 다양한 생리학적 요구에 적응하는 데 필수적인 단백질 생성에 대한 조절을 가능하게 한다."

▶ "종종 마이크로 RNA와 RNA-결합 단백질을 포함하여, 단백질 조절을 담당하는 다른 요소들의 결합 부위를 갖고 있다.“


이제 이러한 기능들은 이치에 맞는다. ‘마법사의 제자(The Sorcerer’s Apprentice)‘에 나오는 빗자루 운반선처럼, 세포는 단백질들을 마구잡이로 만들어낼 수 없다. 그 양은 필요에 맞게 조절되어야 하며, 필요에 따라 세포 밖의 환경을 반영해야 한다. 세포는 단백질 기계들을 적시에 생산하여, 필요한 장소로 전달해야 한다. RNA 3'UTR은 이러한 역동적이고 빠른 반응에 대한 조절에 관여하고 있었던 것이다.

아리조나 대학 연구자들은 20년 동안 3'UTR에서 이러한 기능들을 조사했고, 이러한 기능들을 이해하는 것이 중요하고, 실제로 필수적이라고 결론짓고 있었다. 지금까지 쓸모없는 '쓰레기' 조각들로 여겨졌던 것들에 대한 그들의 찬사는 그것들을 신데렐라의 지위로 올려놓았다 :

3'UTR은 단백질 생산에 대한 점검과 균형을 유지하는, 고도로 복잡하고 적응력이 높은 시스템에서 필수적인 부분이다.

그것들의 중요성에도 불구하고, 과학자들은 이전에 그것들에 대해 거의 알지 못했다. 새로운 연구는 동물계에서 가장 완전한 유전체 지도를 제공하고 있는, 예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)의 거의 모든 유전자들에 대한 3'UTR을 지도화함으로써, 이 간격을 좁히고 있다.

선충인 예쁜꼬마선충은 잘 연구된 실험실 생물로, 작은 크기, 짧은 수명 주기, 그리고 유전체의 완전한 지도를 갖고 있어서 편리하다. (Evolution News에서 폴 넬슨의 "To Build a Worm"을 참조하라). 또한 예쁜꼬마선충은 투명하기 때문에 관찰하기 쉬우며, 많은 생물학적 과정이 인간 세포에 대응된다.


진화론적 믿음에 도전하다.

아리조나 대학의 보도자료는 계속된다 :

연구는 예쁜꼬마선충에서 다른 3'UTR 사이의 교환(switching) 과정이 이전에 생각했던 것보다 덜 흔하다는 것을 발견했다. 이것은 이전의 믿음에 도전하는 것이고, 유전자 조절이 더욱 복잡함을 가리키는 것이다. 새로운 데이터를 사용하여, 과학자들은 마이크로RNA가 유전자들과 어떻게 상호작용하는지에 대한 예측을 업데이트했다.

이 프로젝트에서 나온 3'UTR의 새로운 상세한 지도는 의학 연구자들에게 암, 당뇨병 및 신경 질환을 이해하는 데 도움이 될 수 있다고 연구자들은 말한다.

이번 연구로 얻어진 새로운 데이터 세트는 유전학과 인간 건강을 연구하는 과학자들에게 핵심 자료가 될 것이다. 아리조나 대학 연구팀은 이러한 조절 요소들이 어떻게 작동하는지, 유전자 조절에 미치는 영향력이 어느 정도로 중요한지 등을 더 탐구하는 연구를 계속할 계획이다.

수석 연구원인 마르코 만고네(Marco Mangone)는 아리조나 대학의 바이오디자인 버지니아 파이퍼 개인 맞춤 진단 센터(Biodesign Virginia G. Piper Center for Personalized Diagnostics)에서 일하고 있다. 그는 분명히 진화론을 필요로 하지 않았다. 왜냐하면 Nucleic Acids Research(2024. 6. 25) 지에 게재된 연구팀의 논문에는 진화에 대한 어떤 것도 언급되지 않았기 때문이다.

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고도로 복잡하며, 적응력이 뛰어나고, 유연성이 뛰어나며, 균형이 잡혀있고, 점검을 하며, 고도로 섬세하게 유전자들을 미세하게 조정하며, 안정성과 효율성을 증진시키는데 필수적이며.... 이러한 부분을 정크(쓰레기)라고 불렀던 진화론자들은 얼마나 잘못됐던 것인가!

.세포핵을 빠져나가는 메신저 RNA.(Illustra Media)


진화론자들의 주장으로 인해, 이전의 생화학자들은 보물들이 숨겨져 있는 문을 들어갈 생각을 하지 못했다. 그러나 아리조나 대학의 연구자들은 이러한 '유전자에 남아있는 쓸모없는 쓰레기'라는 거짓선전을 뚫고 연구함으로서, 생명을 위협하는 질병들을 치료하거나, 도움이 될 수 있는, 앞으로 계속해서 생산적인 과학적 발견들을 제공해줄 수 있는, 탐구할 여지가 풍부한, 새로운 문을 활짝 열어 제친 것이다.

우리는 만고네 박사가 지적설계에 대해 어떤 생각을 갖고 있는지 알지 못한다. 꼬리를 재생할 수 있는 도마뱀의 RNA에 대한 그의 초기 연구를 우리는 언급했지만(Evolution News, 2016. 7. 8), 진화론에 대한 그의 생각이 어떻든 간에, 여기서 그의 접근 방식은 “어떤 것이 작동되고 있다면, 그것은 우연히 일어난 것이 아니다”라는 넬슨 박사의 말과 일치한다.

요약하면 과학의 발전을 저해하고 있는 것은 창조론이 아니라, 진화론이다. 생물들은 지적으로 설계되었다는 개념은 생물학의 미래인(ID is the Future) 것이다.



*참조 : ‘정크 DNA’ : 진화론자들의 무지와 오만

https://creation.kr/LIfe/?idx=4598034&bmode=view

'엔코드' 연구로 밝혀진 유전체의 초고도 복잡성 : ‘정크 DNA’ 개념의 완전한 몰락

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DNA의 놀라운 복잡성이 밝혀지다 : '정크 DNA(쓰레기 DNA)'는 없었다.

https://creation.kr/IntelligentDesign/?idx=1291645&bmode=view

DNA에서 제2의 암호가 발견되었다! 더욱 복잡한 DNA의 이중 언어 구조는 진화론을 폐기시킨다.

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3차원적 구조의 DNA 암호가 발견되다! : 다중 DNA 암호 체계는 진화론을 기각시킨다.

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유전자의 이중 암호는 진화론을 완전히 거부한다 : 중복 코돈의 3번째 염기는 단백질의 접힘과 관련되어 있었다.

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4차원으로 작동되고 있는 사람 유전체 : 유전체의 슈퍼-초고도 복잡성은 자연주의적 설명을 거부한다.

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DNA의 코돈에서 퇴화된 부분은 없었다. : 이중 삼중의 암호가 우연히 생겨날 수 있을까?

https://creation.kr/IntelligentDesign/?idx=1291782&bmode=view

진화를 막도록 설계된 생명체 : 세포내 복구 시스템들은 돌연변이를 제거한다.

https://creation.kr/LIfe/?idx=10263943&bmode=view

▶ 정크 DNA

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▶ 흔적기관

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▶ 나쁜 설계?

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▶ DNA의 초고도 복잡성

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▶ DNA와 RNA가 우연히?

https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405610&t=board

▶ 유전정보가 우연히?

https://creation.kr/Topic101/?idx=6405597&bmode=view

▶ 생명체의 초고도 복잡성

https://creation.kr/Topic101/?idx=6405658&bmode=view


출처 : CEH, 2024. 7. 8.

주소 : https://crev.info/2024/07/functions-in-junk-rna/

번역 : 미디어위원회

창조과학미디어
2024-07-03

고대 유전자에 대한 진화론자들의 추정 이야기

(A ‘Just-so’ Story About Ancient Genes)

by Frank Sherwin, D.SC. (HON.)


    한 진화론 웹사이트는 최근 복잡하지 않은 기초적인 ‘단순한’ 생물을 모든 좌우대칭동물(bilaterians)의 고대 조상으로 추정하는 “획기적 연구”를 발표했는데, 이 생물은 7억 년 전에 존재했던 것으로 추정되고 있었다.[1]

이 기사는 지구 어딘가에 갑자기 나타난(출현한), 관찰되지 않은, 가상의 미지의 생명체에 대한 이야기로 시작하고 있었다.

7억 년 전에 놀라운 생명체가 처음으로 등장했다. 오늘날의 기준으로는 별 볼일 없었을지 모르지만, 이 동물은 앞면과 뒷면, 윗면과 아랫면을 갖고 있었다. 이는 당시로서는 획기적인 적응이었으며, 인간을 포함한 대부분의 복잡한 동물들이 훗날 물려받게 될 기본 몸체 구조를 정립한 것이었다.[1]

주의해야 할 것은 이 “놀라운 생물”을 본 사람이 아무도 없다는 것이다. 창조론자들은 이러한 생물은 화석 기록에서 발견되지 않을 것이라고 예측하고 있다. 이 미지의 생명체와 상관없이, “유전적 유산은... 고대 유전자의 특수한 적응을 통해 복잡한 동물의 진화 궤적에 큰 영향을 미쳤다”는 것이다.[1] 이 생명체는 알려지지 않았는데, 진화론자들은 어떻게 그 유전적 구성(고대 유전자)을 알 수 있었을까?

SciTechDaily 지의 기사는 아주 오래 전에 일어난 유전자 복제 사건에 대한 설득력 없는 설명을 하고 있었다. 특히 비과학적인 첫 문장에 주목하라.

두 번의 전체 유전체 복제 사건과 동시에, 한 무리의 조직 특이적 유전자들이 처음 등장했다. 동물은 하나의 복제본을 기본적 기능을 위해 보관할 수 있었고, 두 번째 복제본은 진화의 혁신을 위한 원료로 사용할 수 있었다. 이와 같은 사건은 규모만 다를 뿐, 좌우대칭동물의 진화계통나무 전체에서 지속적으로 발생했다.[1]

스티븐 마이어(Stephen Meyer)는 위에서 말한 것과 같은 진화 시나리오는 “최초의 유전자 자체의 기원을 설명하기보다는, 이미 존재하는 유전자들의 역사를 ‘추적’하는 것”에 불과하다고 썼다.[2]

유전체 조절 센터(The Center for Genomic Regulation)는 주장되는 좌우대칭동물의 진화계통나무는 문제가 있음이 계속적으로 밝혀졌다고 말하고 있다. “마이크로 RNA(microRNAs)는 다른 유전자 서열을 비교했을 때, 완전히 다른 계통나무를 만들어내며, 분류군에서 예기치 않게 불쑥 나타난다. 분류학적으로, 제한된 유전자들도 진화적 전구체 없이 갑자기 나타나고, 다른 유전자들과 상동성이 부족하며, 분류군을 고유하게 정의하게 한다”라고 말했다.[3] 또한 “유전자 복제(gene duplication)는 이름에서 알 수 있듯이, 이미 기능적으로 특별한 유전정보가 있는, 이미 존재하는 기존 유전자의 복제본을 만드는 것이다.“[4]

유전체 조절 센터는 경험적 증거 없이, 곤충의 비행에서부터 인간의 출현에 이르기까지 모든 것들이 수억 년 전의 유전자 복제 사건에 기인했다고 주장하고 있었다. 그러나 유전자 복제가 인핸서(enhancers, 복사 개시 동안 전사인자들이 DNA에 결합하는 부위)라고 하는 중요한 DNA 부분을 만들어, 사람과 동물의 진화에 관여했다는 증거는 전혀 없다. 실제로 '분자적 절약: 유전자 복제와 분기(Molecular parsimony: Gene duplication and divergence)'라는 제목의 섹션에서 연구자(Barresi and Gilbert)들은 말했다. “동물의 진화는 인핸서(enhancers)의 진화와 새로운 경로(pathways)의 진화가 포함된 것으로 보인다. 새로운 경로의 진화에는 효소(enzymes)라는 수백 개의 복잡한 생물학적 촉매제들이 관여했을 것이다“[5] 그러나 진화론자에게 있어서 “이들 효소 단백질들이 어떻게 진화할 수 있었는지는, 아마도 가장 큰 미해결 문제일 것이다.”[6]

놀랍게도 이 기사는 “인간 진화의 정확한 경로는 여전히 열띤 논쟁의 대상이며, 우리 종이 어떻게 생겨났고, 얼마나 많은 가까운 친척들이 있었는 지에 대해서는 많은 이론들이 경쟁하고 있다”라고 말하고 있었다.[7, 8] 그럼에도 불구하고, 이 완전히 가상의 추정적 이야기를 인간 진화에 대한 미스터리한 이야기와 연결하려고 시도하고 있었다.[9]

결론적으로 SciTechDaily 지의 기사는 대양바닥을 기어다니며, 인류 진화의 발판을 마련했다는 '단순한' 생물을 밝혀내지 못했다. 또한 유전자 복제와 우연한 ‘복사-붙여넣기’ 오류에[1] 호소하는 것은 생명의 창조주이신 주 예수님이 창조하신 생물들의 놀라운 다양성을 설명하기에 너무도 부족하다.


References

1. Unveiling the Dawn of Complex Life: How a Simple Creature Set the Stage for Human Evolution. Center for Genomic Regulation. Posted on scitechdaily.com August 28, 2023.

2. Meyer, S. 2013. Darwin’s Doubt. San Francisco, CA: HarperOne, 212.

3. Tomkins, J. and J. Bergman. Incomplete lineage sorting and other ’rogue’ data fell the tree of life. Journal of Creation. 27 (3): 84–92.

4. Meyer, 218. See also Sanford, J. 2014. Appendix 4: Can Gene Duplication and Polyploidy [possessing one or more sets of homologous chromosomes] Increase Genetic Information? In Genetic Entropy. FMS Publications.

5. Barresi, M. and S. Gilbert. 2020. Developmental Biology. Sunderland, MA: Sinauer Associates, 739. See also Sherwin, F. 2020. Metabolic Pathways to God. Acts & Facts. 49 (3): 14.

6. Futuyma, D. and M. Kirkpatrick. 2017. Evolution. Sunderland, MA: Sinauer Associates, 437.

7. Thomas, B. Surgeon Says Human Body Did Not Evolve. Creation Science Update. Posted on ICR.org February 6, 2012, accessed May 16, 2024.

8. Tomkins, J. et al. 2022. Human Origins. Dallas, TX: Institute for Creation Research.

9. Ashworth, J. Sinuses offer new way of studying the evolution of ancient humans. Phys.org. Posted on phys.org August 29, 2023.

* Dr. Sherwin is a science news writer 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.


*참조 : ▶ 유전정보가 우연히?

https://creation.kr/Topic101/?idx=6405597&bmode=view

▶ 유전학, 유전체 분석

https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6487983&t=board

▶ DNA의 초고도 복잡성

https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405637&t=board

▶ DNA와 RNA가 우연히?

https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405610&t=board

▶ 돌연변이 : 유전정보의 소실, 암과 기형 발생, 유전적 엔트로피의 증가

https://creation.kr/Topic401/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6777162&t=board



출처 : ICR, 2024. 5. 30.

주소 : https://www.icr.org/article/a-just-so-story-about-ancient-genes/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2024-05-24

단백질의 긴 사슬은 빠르게 접혀진다

: 세포는 이 놀라운 위업을 처음부터 수행했다.

(Fast folding cells perform a truly amazing feat … 

and have from the beginning)

by Jonathan O’Brien


   생물학에서 가장 큰 미스터리 중 하나는 신체 세포가 긴 단백질 분자를 어떻게 접는가 하는 것이다.

모든 생명체의 세포들에는 단백질들이 있으며, 각 단백질은 특정 서열의 긴 아미노산 사슬로 구성되어 있다. 이 서열은 단백질을 만들기 위한 DNA '지침(instructions)'에 의해 순서가 지정된다. 그런 다음 이전에 접혀있는 샤페로닌(chaperonins)이라는 단백질을 사용하여,  이 긴 사슬은 특정 기능을 수행할 수 있도록 접혀진다. 예를 들어, 세포 내에서 물질들을 운반하는 복잡한 생체 분자기계인 키네신(kinesins)은 이러한 긴 사슬이 3차원 구조로 접혀져서, 고유한 구조와 기능을 부여받는다(그림 1).

그림 1. 세포 내에서 다른 단백질들의 가방을 운반하는 이 키네신 분자(olecule, 화살표)는 말 그대로 선형 필라멘트를 따라 '발걸음' 식으로 이동하면서, 마치 우체부가 우편물 자루를 들고 다니는 것처럼 보인다. 1분짜리 동영상 creation.com/kinesin 을 보라. 세포의 다른 모든 놀라운 생체 분자기계들과 마찬가지로, 키네신도 하나의 긴 사슬이 특별한 구조로 접혀져야 하는 단백질이다.


이 작업은 극도로 어렵고 복잡하지만, 세포는 눈 깜빡할 사이에 이 작업을 수행한다. 또한 세포는 단백질 사슬을 빠르게 풀어야 한다.


개별 아미노산은 접히는 단계 동안 사슬의 여러 부분에서 특정 방식으로 다른 아미노산과 결합해야 한다. 이 작업은 극도로 어렵고 엄청나게 복잡하지만, 세포는 눈 깜빡할 사이에 이 작업을 수행한다. 또한 세포는 단백질 사슬을 빠르게 풀어야 한다.

그렇다면 생명체는 어떻게 1차원적 '철자' 서열(아미노산들의 1차원적 선형의 끈)에서 원자 정밀도 수준의 3차원 형상을 만들어낼 수 있을까? 과학자들은 수십 년 동안 염기서열에서 모양을 예측하기 위해 노력해 왔다. 하지만 이 문제는 세계에서 가장 강력한 클래식 슈퍼컴퓨터로도 시뮬레이션하기에 너무 어려웠다. 하지만 2020년 말에 단백질 구조를 풀기 위해서, 구글의 딥마인드(DeepMind) 프로그램인 알파폴드(AlphaFold)는 방대한 단백질 구조 데이터베이스로 인공지능을 훈련시켰다.[1]

하지만 처음에 해결해야 하는 것은 무엇일까? 기존 컴퓨팅은 가능한 모든 해결책을 시도하는 접근 방식을 사용한다. 하지만 IBM 연구 과학자이자 논문의 공동저자인[2] 파나지오티스 바쿠토스(Panagiotis Barkoutsos)가 설명하고 있듯이, 접기(folding)는 지수함수적 문제라는 것이다.[3] 결합이 하나씩 추가될 때마다, 사슬을 접는 것은 점점 더 어려워진다. 곧 거의 불가능할 정도로 복잡해진다. 1969년 분자생물학자 사이러스 레빈탈(Cyrus Levinthal)은 세포가 이러한 '모든 가능성을 시도하는' 접근 방식을 취한다면, 접는 것을 한 번 완료하는 데에 우주의 진화론적 연대로 알려진 수십억 년보다 더 오랜 시간이 걸릴 것이라고 추정했다. 이를 ‘레빈탈의 역설(Levinthal’s Paradox)‘이라고 알려져 있다.


IBM 연구 과학자이자 논문의 공동저자인[2] 파나지오티스 바쿠토스(Panagiotis Barkoutsos)가 설명하고 있듯이, 접기(folding)는 지수함수적 문제라는 것이다.[3] 결합이 하나씩 추가될 때마다, 사슬을 접는 것은 점점 더 어려워진다. 


아직 초기 단계인 양자컴퓨터(quantum computers)의 등장으로 이러한 문제가 언젠가는 해결될 수 있을 것이라는 기대가 오랫동안 있어왔다. 양자컴퓨터는 기존 컴퓨팅의 '켜짐/꺼짐(on/off)’ 또는 '예/아니오(yes/no)‘ 논리 스위치를 사용하는 대신, 확률(probability)을 이용해 무언가를 동시에 켜고 끄는 '중첩(superposition)'이라는 방식으로 작동된다. 즉, 양자컴퓨터는 수백만 년이 걸리는 계산을 가시적 시간 내에 수행할 수 있다.

2021년에 이 새로운 기술을 장착한 최첨단 컴퓨터인 IBM 퀀텀(IBM Quantum)은 단백질의 접힘을 시뮬레이션하는 데 성공했다. 이 컴퓨터는 22개의 양자비트(quantum bits) 또는 큐비트(qubits)를 사용했다. 큐비트는 일반 컴퓨팅의 '비트(bit)'와 유사하며, 큐비트를 추가하면 처리 능력이 두 배가 되므로, 이들 22개 큐비트는 단일 큐비트보다 4백만 배 더 빠르다.

단백질의 경우(다른 큰 분자의 경우에도 마찬가지)에서 시뮬레이션은 물리적으로 의미 있는 모든 접힘 조합들을 중첩했다. 그런 다음 프로그램은 통계적으로 조합을 샘플링하여 어떤 조합이 가장 낮은 에너지 상태(lowest energy state)를 초래하는지 확인했다. 이는 분자가 가장 안정된 낮은 에너지 상태로 이동하는, 실제 세계를 반영한다.

.안지오텐신 전환 효소(Angiotensin Converting Enzyme)와 결합된 안지오텐신 II (Angiotensin II, 녹색). <© CC BY-SA 4.0 International | Ivana Vanjak | Wikimedia>


이 작업은 혈관을 수축시키고 혈압을 상승시키는 안지오텐신(angiotensin)이라는 아미노산이 10개밖에 없는 아주 작은 단백질에 대해 실시되었다. 시뮬레이션은 이를 매우 간단한 삼각형 피라미드 형태로 접는 데 성공했다. (또 다른 시뮬레이션에서는 7개 아미노산 길이의 신경 단백질 구조를 풀기 위해, 20 큐비트 양자컴퓨터의 9 큐비트만 필요했다.) 그러나 대부분의 단백질들에서 사슬 길이는 수백 또는 수천 개의 아미노산들로 이루어져 있다. 그리고 실제 생명체 내에는 특정 생물학적 기능을 수행하기 위해서, 훨씬 더 복잡하고 특정한 3차원적 모양으로 접혀야 한다.

키네신의 설계에는 키네신이 작업을 수행할 수 있도록 사실상 프로그래밍된 암호화된 지침서가 필요하며, 이는 경이로울 정도로 극도로 복잡하다. 단백질 접힘이 일어나지 않으면, 생명체는 존재할 수 없다. 그러나 접힘을 유도하는 DNA와 기타 기계장치들이 존재해서 작동하려면, 이미 접힌 단백질들이 필요하다. 이것들은 하나씩 하나씩 우연히 점진적으로 생겨나서는 존재할 수 없다. 이것은 진화의 전형적인 '닭이 먼저냐, 달걀이 먼저냐'의 수수께끼이다. 생명체는 창조되는 순간부터 이 놀라운 업적을 수행할 수 있었을 것이다.


Posted on CMI homepage: 11 March 2024


References and notes

1. Callaway, E., ‘It will change everything’: DeepMind’s AI makes gigantic leap in solving protein structures: Google’s deep-learning program for determining the 3D shapes of proteins stands to transform biology, say scientists, nature.com, 30 Nov 2020. 

2. Robert, A. and 3 others, Resource-efficient quantum algorithm for protein folding, NPJ Quantum Information 7:38, nature.com, 17 Feb 2021. 

3. Letzter, R., A novel quantum algorithm for protein-folding: paving the way toward resolving one of the biggest mysteries in biology with quantum computers, medium.com, 20 Aug 2021.


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출처 : Creation 44(4):50–51, October 2022

주소 : https://creation.com/folding-cells

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2024-05-14

광합성의 진화에 대한 열쇠가 발견되었는가?

(Was a Key to Photosynthesis Evolution Discovered?)

by Frank Sherwin, D.SC. (HON.) 


    캐나다 북부의 호수들은 최근 발견된 녹만균 문(phylum Chloroflexota)에 속하는 독특한 광합성 박테리아(photosynthetic bacteria)의 원천이다. 워털루 대학(University of Waterloo, 캐나다 온타리오주) 과학자들은 수년간 보리얼 쉴드 호수(Boreal Shield lake) 물을 채취하여 배양한 후에, 이 놀라운 박테리아 종을 발견한 사실을 과학 저널 Nature 지에 발표했다.[1]

이 박테리아를 발견한 워털루 대학의 잭슨 츠지(Jackson Tsuji)는 “나는 연구실의 게이조 시마다(Keizo Shimada) 명예교수가 지구에서 광합성이 어떻게 발전했는지를 풀기 위한 퍼즐의 핵심 조각이자, 광합성 생명체의 새로운 가지(branch)를 발견한 것을 축하해 준 것이 기억난다”라고 말했다.[2]

광합성 생명체의 새로운 가지가 발견되었을 수 있다는 것이다. 이 생명체는 독특한데, 반응중심 단백질 때문이다. “우리가 예상했던 특정 핵심 광합성 유전자들은 존재하지 않았지만, 그 대신 완전히 새로운 광합성반응중심 단백질 분기군이 존재했다”라고 츠지는 말한다.[2]


광합성반응중심(photosynthetic reaction centers)과 관련된 단백질들은 엄청나게 복잡하다. 그것들은 빛을 사용하여 막 통과 전자 전달(transmembrane electron transfer)을 촉매하는 1차 에너지 변환 반응을 수행한다. 광합성반응중심의 전체 메커니즘은 완전하고 모든 요소(부품)들이 제자리에 있어야만, 전자 수용체가 반응중심의 엽록소에서 빛으로 여기된 전자(light-excited electron)를 가두어둘 수 있다. 오직 완전한 부품들이 있어서 완전한 기능을 갖춘 반응중심만이 이 여기된 전자를 ATP(세포 에너지)가 생성되는 전자 수송 사슬로 전달할 수 있다. 이는 오랜 시간에 걸쳐, 자연적 과정으로, 우연히 점진적으로 하나씩 생겨나서 형성될 수는 없는 메커니즘으로 보인다. 이것은 목적과 계획, 특별한 창조를 분명히 가리키고 있는 것이다.


광합성은 유기체가 복잡한 탄소 기반 화합물(예: 탄수화물)을 제조하고, 세포 에너지를 얻기 위해 광자(photon)를 포획하는 능력이다. “녹만균 문은 유전적으로 관련된 박테리아들 사이에서 광합성 모드의 사용에 대한 진화적 기록을 보존하고 있어서, 지구상의 광영양(phototrophy) 유기체의 다양화를 탐구하는데 새로운 맥락을 제공한다”는 것이다.[1] 그러나 이것은 진화적 기록이라고 보기 어렵다. 이것은 단순히 독특한 반응중심 단백질들을 가진, 유전적으로 관련된 박테리아에 대한 기록일 뿐이다. 이 발견은 광합성을 하지 않는 생화학에서, 광합성이 점진적으로 발전한 것에 대해서 아무것도 말해주지 않는다. 이러한 유전적 변이(variation)는 창조의 범주 내에 있는 것이다.


“지구상의 광합성에 대한 다양성(diversification)”이 있는가? 그렇다. 하나님은 다양한 생태적 적소들을 채울 수 있는 유전적 능력(다양화 또는 변이)을 가진 광합성 유기체들을 창조하셨다. 그러나 녹만균 문은 광합성의 대진화적 기록을 보존하고 있지 않다. 왜냐하면 그러한 기록이 존재하지 않기 때문이다. 츠지 박사는 말했다 ; “이 획기적인 발견은 광합성이 어떻게 생겨났는지에 대한 현재의 과학적 지식에 도전하고 있다. 그리고 이전에 설명할 수 없었던 ‘이유들’의 일부를 설명하고 있다. 그러나 동시에 해답보다 더 많은 질문들을 만들어내고 있다. 나는 더 많은 것들을 연구할 수 있게 되어 흥분된다."[2]

Nature 지에서 연구자들은 말했다 : “거의 200년에 걸친 광합성 박테리아에 대한 과학적 탐구는 알려진 광합성 그룹들 간에 큰 계통발생학적(진화의 다양화 및 종의 발달과 관련된) 간격(gaps)이 있음을 밝혀내고 있다. 이는 광합성이 어떻게 진화하고 다양화되었는 지에 대한 이해를 제한하고 있다.”[1] 그렇다면 이 광합성 장치는 오래된 것일까? 아니면 단지 다른 것일까? 다시 말해 “일반적인” 광합성반응중심과는 다른 반응중심을 갖고 있기 때문인가? 광합성 박테리아는 “장구한” 시간에 걸쳐 원시적인 것에서 진화되었기 때문일까? 아니다. 가장 오래된 광합성 박테리아도 100% 광합성을 한다.


최근 Science News의 기사는 “이 발견은 남세균(cyanobacteria, 남조류)에서 틸라코이드(thylakoids, 엽록체 내의 복잡한 구조물로서 매우 복잡한 빛 반응이 일어나는 곳)의 증거를 12억 년 뒤로 끌어내리는 것이다”고 쓰고 있었다.[3] 그 기사는 계속해서 “바다에 사는 프로클로로코커스(Prochlorococcus) 같은 남조류는 수십억 년 전에 광합성을 발명했다”고 쓰고 있었다.[3] 발명했다고? 그건 과학적인 설명이 아니다. 발명된 것과 창조된 것과의 차이점은 무엇인가?

츠지 등은 “서로 다른 반응중심을 사용했음에도 불구하고, 우리의 계통유전체 데이터(전체 게놈 비교)는 RCⅠ-사용과 RCⅡ-사용을 하는 녹만균 계열이 가장 최근의 공통 광합성 조상으로부터 광영양을 유전했다는 강력한 증거를 제공한다”고 말했다.[1] 하지만 가장 최근의 공통 광합성 조상은 알려져 있지 않다. 그렇다면 진화론자들은 어떻게 녹만균 계열이 광합성을 유전시켰다는 것을 알 수 있을까? 녹만균이 이러한 독특한 반응중심을 갖고서, 캐나다 북부의 험난한 호수들에서 살아갈 수 있도록 창조되었다고도 말할 수도 있을 것이다.


워털루 대학의 논문은 이 박테리아는 ‘살아있는 화석(living fossil)’과 같다고 결론을 내리고 있었다.[4, 5] 즉, 이 박테리아는 '장구한' 시간 동안 아무런 변화가 없었다는 것이다. 이것은 바로 창조론자들이 예상하는 것이다. ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducibly complex, 환원 불가능한 복잡성)’을 가진 광합성 분자기계들은 창조 때부터 존재해 왔던 것이다.

“이 박테리아의 신진대사와 광합성 분자기계들에 대한 우리의 초기 발견은 이 박테리아가 고대 생명체와 같은 특성을 간직한 ‘살아있는 화석’과 같은 유기체라고 추측하는 것이 자연스럽다”라고 츠지는 말한다. “앞으로 몇 년 동안 우리는 이 박테리아의 놀라운 특성에 대해 더 자세히 알아보고, 광합성이 오늘날과 동일한 방식으로 작동하게 된 과정과 이 과정이 지구의 역사를 통해 어떻게 변화했는지에 대한 새로운 통찰력을 얻고자 한다”[2]


새로 발견된 이 박테리아가 열악한 환경에서도 살아남을 수 있었던 놀라운 특성을 갖고 있다는 것은 의심할 여지가 없다. 하지만 녹만균의 광합성은 제1형 반응 중추를 사용하지만[1], 그렇다고 해서 그것이 진화적 친척을 의미하는 것은 아니다. 가장 최근의 광합성 공통 조상은 지금까지 알려져 있지 않다. 그리고 추정되는 광합성 진화에 주요 기반이 되는 것이 무엇이었는지 조차도 알려져 있지 않다. 반면에 창조론자들은 창세기에 기록된 대로 수천 년 전인 창조 때부터 광합성 과정은 창조되어 존재했다고 본다.[6, 7]


References

1. Tsuji, J. et al.  Anoxygenic phototroph of the Chloroflexota uses a type I reaction centre. Nature. Posted on nature.com March 13, 2024.

2. McQuaid, K. Surprising bacterium from Canadian lake shines new light on ancient photosynthesis. Phys.org. Posted on phys.org March 13, 2024.

3. Saey, T. Bacteria fossils hold the oldest signs of machinery needed for photosynthesis. ScienceNews. Posted on sciencenews.org January 3, 2024.

4. Sherwin, F. Yet Another Living Fossil Found. Creation Science Update. Posted on ICR.org December 12, 2022.

5. Thomas, B. Spectacular Spider Is a Long-Living Fossil. Creation Science Update. Posted on ICR.org February 24, 2010.

6. Thomas, B. Photosynthesis uses quantum mechanics. Creation Science Update. Posted on ICR.org June 25, 2012.

7. Sherwin, F. Photosynthesis Continues to Amaze. Creation Science Update. Posted on ICR.org March 14, 2019.

* Dr. Sherwin is a science news writer 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.


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출처 : ICR, 2024. 5. 2.

주소 : https://www.icr.org/article/key-to-photosynthesis-discovered/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2024-03-14

당신은 하나님께 박테리아에 대해 감사한 적이 있는가?

(Have You Thanked God for Bacteria Today?)

by Jerry Bergman, PhD


많은 연구들은 박테리아가 건강에 필수적임을 보여준다.


   수십 년 동안 박테리아들은 대체로 해롭다는 인식이 팽배해져 있다. 박테리아의 99.9%를 죽인다고 주장하는 항균 비누가 판매되고 있고, 한 광고는 "박테리아를 죽이는 상쾌한 향이 나는 비누"라고 선전하고 있다. 어떤 성분을 함유하고 있으며, 피부에 순하면서 99.9% 이상의 박테리아를 죽인다는 것이다.[1] 박테리아로 인해 발생하는 몸 냄새에 대한 우려는 타당하지만, 박테리아가 우리 몸에서 하는 중요한 역할이 더 많이 알려지면서, 박테리아를 살균하려는 노력은 실수라는 것을 깨닫고 있다.

.화학물질로 박테리아와 싸우는 것보다, 야외에서 시간을 보내는 것이 더 건강에 좋을 수 있다.


비누(soaps)에서 박테리아와 곰팡이를 죽이는 데 사용되는 주요 성분은 헥사클로로펜(hexachlorophene)과 3,4,4′-트리클로로카르바닐리드(3,4,4′-trichlorocarbanilide)이다.[2] 문제는 항진균제 및 항균제인 헥사클로로펜이 실험실에서 쥐, 토끼, 고양이, 돼지에게 마비를 일으키고, 양에게 실명을 유발한다는 사실이 밝혀졌다는 것이다.[3] 그리고 소량의 헥사클로로펜이 동물과 사람 모두에서 피부를 통해 흡수된다는 점이다. 헥사클로로펜은 신경학적 영향 외에도 산화적 인산화를 방해하여, 체온 상승을 유발하는 신체 변화를 일으킬 수 있다.[4]

1972년 미국식품의약국(FDA)은 헥사클로로펜이 1% 이상 함유된 제품의 생산과 유통을 중단했다. 현재 헥사클로로펜이 1% 이상 함유된 대부분의 제품은 의사의 처방이 있어야만 구입할 수 있다. 또한 3,4,4′-트리클로로카바닐라이드(Triclocarban or TCC)는 박테리아 및 곰팡이 성장을 억제하는 데 사용되는 항균제이다. 일반적으로 비누, 바디워시, 세제 등에 사용되고 있다. 3,4,4′-트리클로로카바닐리드는 소량으로도 독성이 있다는 증거도 존재한다.[5] 문제는 이러한 독성 화학물질을 단기간 동안만 소량 사용하는 것이 아니라, 평생 사용할 수 있으며, 이러한 물질이 함유된 다양한 제품들에 피부가 지속적으로 노출될 수 있다는 점이다.


이익 대 위험

박테리아들은 해롭다는 인식이 이러한 제품의 장기 사용을 정당화할 수 있을까? 이것은 위험-이익 비율(risk-benefit ratio)이라고 하는 문제에 직면한다. 많은 사용자들은 일반적으로 박테리아는 해롭고, 이러한 화학물질이 수반하는 작은 위험(독성)은 감수할 가치가 있다고 일반적으로 생각하기 때문에, 위험-이익 비율을 근거로 박테리아 살균제 사용을 지지하는 결론을 내려왔다. 그러나 이러한 일반적인 인식과는 대조적으로, 1,100명의 어린이를 대상으로 한 연구 결과는 다른 결론을 내리고 있다 :

나중에 알레르기나 천식이 발병하는 아기의 장내미생물은 알레르기가 발생하지 않는 아기의 장내미생물과 다른 양상을 보인다. 1,100명 이상의 어린이를 대상으로 한 연구에 따르면, 유아의 장 내에 특정 무해한 박테리아의 존재는 다른 유익한 박테리아들이 장에 서식할 수 있도록 장내 환경을 조성한다. 생후 첫해에 장내미생물 군집이 중단되거나 지연되면, 5세가 되었을 때 습진, 음식 알레르기, 알레르기 비염, 또는 천식 진단을 받을 확률이 높아진다.[7]

.비피더스균(Bifidobacterium) <Wikimedia Commons>


다른 연구자들도 같은 결론에 도달했다. 예를 들어, 갈레아나(Galeana-Cadena) 등은 장내미생물 군집에 비피더스균(Bifidobacterium), 락토바실러스(Lactobacillus), 피칼리박테리움(Faecalibacterium), 박테로이데스(Bacteroides)의 존재가 천식 예방과 관련이 있다는 결론을 내렸다.[8]

질분만(vaginal birth)과 모유수유가 아기의 장내미생물 군집에 많은 필수 박테리아들을 전달한다는 것은 잘 알려져 있다. 마찬가지로, 아기와 키스하는 일반적인 행위와 같이, 생후 첫해에 세균에 정상적으로 노출되면, 많은 수의 박테리아가 아이에게 전달된다. 또한 형제가 있거나, 탁아소에 다니거나, 농장에서 생활하거나, 애완동물을 키우는 등 박테리아에 노출되는 것은 모두 알레르기 예방과 관련이 있다. 이러한 노출은 모두 습진, 음식 알레르기, 알레르기 비염 및 천식 발생 확률을 낮춘다.


현대 사회에서 박테리아에 대한 노출 감소            

오늘날 항균 비누, 크림, 로션의 광범위한 사용, 외부 활동시간의 감소, 항생제 사용 증가, 제왕절개수술 증가 등은 모두 어린아이들의 장에 박테리아가 자연스럽게 축적되는 것을 방해한다.[9] 또한, 생애 초기에 특정 무해한 박테리아들이 존재하면, "다른 유익한 박테리아들은 예측 가능한 물결로 따라갈 수 있는 환경을 조성하게 된다."[10] 만약 첫 번째 '키스톤(keystone)' 박테리아를 잃어버리면, 후속 장내미생물 서식이 지연되거나 방해받게 된다.[10] 요컨대, 생애 초기의 미생물 노출은 면역계를 조절하여 평생동안 영향을 미치는 방식으로, 면역계를 조절하는 데 큰 도움이 된다는 것이다. 덴워스(Denworth)는 다음과 같이 결론지었다 : "생후 첫해에 중요한 건강 증진 박테리아를 잃어버린 어린이는 알레르기 발생 위험이 매우 높아진다."[11]

.인간 면역결핍 바이러스(Human Immunodeficiency Virus, HIV).


'나쁜' 박테리아는 돌연변이를 일으켰거나, 유익한 박테리아가 잘못 대체된 것이다.

해로운 박테리아는 돌연변이가 일어났거나, 한 박테리아에서 다른 박테리아로 부적절한 플라스미드 전달(plasmid transfer)로 인해 변경되었기 때문이다.

.흔한 피부 박테리아인 황색 포도상구균(Staphylococcus aureus). <Wikimedia Commons>


세균성 질환의 또 다른 중요한 원인으로는 약해진 면역계(60세의 면역력은 20세의 절반), 또는 손상된 면역계(AIDS에 원인된 것과 같은)가 있다. 박테리아에 의한 다른 질병은 박테리아(및 바이러스)가 숙주가 아닌 생물에 침입할 때에 발생한다. 예로, AIDS 바이러스가 원숭이 숙주로부터 사람으로 이동될 때(원숭이 고기를 섭취), 원래 속해 있던 생물체 장기에서 다른 부분으로 침입하는 경우(예로 피부에 있던 황색 포도상구균이 체강내, 혈류, 관절, 뼈, 폐, 심장으로 들어간 경우)에 발생하기도 한다. 

.현미경으로 육안으로는 보이지 않는 생물을 최초로 발견한, 안토니 반 레벤후크(1632-1723).


요약

이 연구는 하나님께서 생물들을 창조하셨을 때, 하나님이 보시기에 좋았더라고 선언하셨고, 이 선언에는 박테리아도 포함된다고 볼 수 있다. 사실 수많은 박테리아들은 유익한 존재이다. 안토니 반 레벤후크(Antony van Leeuwenhoek)가 박테리아를 발견했을 때, 그는 그것들도 "우주의 주인이신 창조주께 영광을 돌린다"고 믿었다.


References

[1] https://www.dialsoap.com/products/hand-soap/liquid/antibacterial/spring-water-liquid-hand-soap.html.

[2] Jungermann, Eric, et al. “Comparative evaluation of antibacterial soaps.” Journal of the American Oil Chemists Society 44(4):232-234; https://aocs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1007/BF02639264, 1967.

[3] Kimbrough, Renate. “Hexachlorophene: Toxicity and use as an antibacterial agent.” Essays in Toxicology. 7:99-120, 1966.

[4] Kimbrough, Renate. “Review of recent evidence of toxic effects of hexachlorophene.” American Academy of Pediatrics 51(2):391-394, 1973.

[5] Minnesota Pollution Control Agency. “Triclocarban (3,4,4′-trichlorocarbanilide): Aquatic toxicity profile”, 2023.

[6] He, Liting, et al. “Evaluation of 3,4,4,9-trichlorocarbanilide to zebrafish developmental toxicity based on transcriptomics analysis.” Chemosphere 278:130349, September 2021.

[7] Sharma, Pankaj. Today in science: Good bacteria can prevent allergies in kids. Scientific American; https://scientistpankaj.blogspot.com/2024/02/today-in-science-good-bacteria-can.html, 27 February 2024.

[8] Galeana-Cadena, David. “Winds of change a tale of: Asthma and microbiome.” Frontiers of Microbiology DOI 10.3389/fmicb.2023.1295215, 11 December 2023.

[9] Denworth, Lydia. “Babies’ Gut Bacteria Predict Allergy Risk.” Scientific American Magazine 330(3):72-73,  March 2024. Denworth, Lydia. Helpful gut bacteria seem to reduce allergic disease in kids. Scientific American; https://www.scientificamerican.com/article/helpful-gut-bacteria-seem-to-reduce-allergic-disease-in-kids/, 1 March 2024.

[10] Denworth, 2024, p. 73.

[11] Denworth, 2024, p. 73.


*참조 : 건강은 좋은 바이러스와 미생물에 달려있다.

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당신의 소화기관과 장내 세균과의 동맹

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모유는 산모와 아기 모두를 위해 설계되었다.

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전 세계에 유익을 주고 있는 작은 바다생물들 : 동물성 플랑크톤은 바닷물의 혼합에 중요한 역할을 한다.

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다람쥐의 장내 미생물과 동면 : 겨울잠을 자는 동안 쇠퇴되지 않는 근력

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박테리아 - 나침반 제작의 대가 : 자기장을 감지하는 박테리아는 설계를 가리킨다.

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바이러스는 바다를 좋게 만들 수 있다.

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흑사병 : 살인자의 탄생 : 페스트 균도 하나님이 창조하셨는가?

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하나님이 에볼라 바이러스도 만드셨는가? 

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미생물의 세계를 열었던 레벤후크

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▶ 바이러스, 박테리아, 곰팡이, 원생생물

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▶ 성경의 모순으로 주장되는 것들 - 병원균과 질병

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▶ 성경의 모순으로 주장되는 것들 - 생물 독

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출처 : CEH, 2024. 2024. 3. 6.

https://crev.info/2024/03/bergman-bacteria/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2024-02-20

DNA 복구 시스템 : 생명을 유지하는 내장된 도구 상자

(DNA Repair : The Built-in Toolbox That Sustains Life)

by Brian Thomas, PH.D.  


    DNA에는 하나의 수정란 세포에서 온전한 몸체를 만드는 데 필요한 모든 지침이 담겨 있다. 염색체는 이 정보를 암호화하기 위해서, 정확한 염기서열로 특별히 짝을 이룬 뉴클레오티드(nucleotides)를 사용하는 이중 가닥의 DNA로 구성된다. 창조주는 이를 위해 4개의 뉴클레오티드를 선택했으며, 각 쌍은 긴 사다리 모양의 생체 분자들의 "가로대"로 구성된다.

오늘날 죄악으로 얼룩진 세상에서는 유해 화학물질, 불량 전자, 방사선, 드물게 일어나는 복제 오류와 같은 요인들이 끊임없이 DNA를 공격한다.[1] 각 세포의 DNA는 매일 수만 건의 손상을 입는다.[2] 이것을 처리하지 않는다면, 치명적인 오류가 누적되는 데 오래 걸리지 않을 것이다. 우리의 DNA는 어떻게 이렇게 압도적인 손상으로부터 살아남을 수 있을까?

하나님은 태초에 모든 살아있는 세포에 DNA의 암호화된 유전정보를 깨끗하게 유지하는 데 필요한 도구들을 장착시켜 놓으셨다. 생명체의 생명 유지는 DNA 복구 경로(DNA repair pathways)에 달려 있다. 세균부터 코끼리에 이르기까지 생물의 모든 세포들은 이 회로를 끊임없이 사용한다. 분자 및 세포 생물학자들은 최첨단 기술을 사용하여 세포의 내부를 들여다보고, DNA를 복구하는 여러 가지 기발한 전술들을 밝혀냈다.

DNA 복구 경로에는 수십 개의 효소(enzymes)들이 사용된다. 각 효소는 분자 로봇처럼 특정 생화학 반응을 반복해서 수행한다. 아래에 표시된 우라실-DNA 글리코실라제(Uracil-DNA glycosylase)는 이러한 효소 중 하나이다. 이 효소는 RNA에 속하는 우라실이, 실수로 DNA에 들어갈 때, 우라실을 제거하고 대체하는 데 도움을 준다.[3]

.DNA의 짧은 부분에 결합된 우라실-DNA 글리코실라아제의 결정 구조. 각 구체는 아미노산들에 있는 원자의 위치를 나타낸다. <Image credit: Rendered from PDB ID: 6AJO, CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication>


또 다른 DNA 복구 전략은 헬리카제(helicases)라는 효소를 사용하여, DNA를 풀어내어 더 많은 효소들이 문제 영역에 접근할 수 있도록 한다. 또 다른 효소는 하나의 뉴클레오티드뿐만 아니라, 문제가 있는 부분 전체를 잘라낸다. 그런 다음 단백질에 신호를 보내, 정확하게 일치하는 DNA 염기가 제자리에 오도록 한다. 정밀한 로봇 용접기처럼, 이 효소들은 새로 배치된 뉴클레오티드가 정확한 원자 위치에 결합하도록 도와준다.

DNA 복구 시스템에는 염색체의 완전성을 감시하는 탐지기(detectors)도 필요하다. 어떤 탐지기 단백질은 DNA의 이중 나선에 고정되어있다. 이 단백질은 자전거 타이어 안쪽을 손으로 만져 가시가 있는지 확인하는 것처럼, DNA의 길이를 따라 미끄러지면서, 모든 뉴클레오티드들이 제대로 들어맞았는지 확인한다. 뉴클레오티드의 불일치(mismatch)는 돌출부를 형성하는 DNA 손상의 한 유형이다. 감지기가 이를 발견하면, 작동을 멈추고, 신호를 보내, 해당 부분을 복구할 수 있는 적절한 도구를 불러온다.

다른 센서는 전하 수송(charge transport, CT)이라는 프로세스를 통해, DNA 고리 주위로 전자를 보내 염기쌍 불일치 또는 기타 이상을 감지한다.[4] CT는 다양한 단백질들을 사용하여 "서로 협력하여 유전체의 손상을 검색하도록 신호를 보낸다."[5] 이 연결 효소는 한 전자를 내보내고 그것의 되돌아옴을 테스트하여, 전자가 되돌아오지 않을 때, 각 DNA 구획 내의 DNA 손상으로 해석하도록 사전 프로그래밍되어 있다. DNA를 따라 전자가 이동하는 속도 덕분에, 그것은 손상이나 유해한 구조적 변화를 감지하는 데 매우 효율적인 방법이다.

전자(electrons)를 다루는, 완전히 다른 한 복구 전략은 창조주의 지혜를 더 많이 나타낸다. 자유 라디칼(free radicals)이라고 불리는 화학물질들이 DNA의 한 부분에서 전자를 빼앗으면, 다른 전자가 빈 자리로 미끄러져 들어간다. 빈 공간을 채우기 위해 DNA 가닥을 따라 계속 미끄러지는 전자라는 독창적인 해결책이 없었다면, 곧 원치 않는 화학 반응을 일으켰을 것이다. 창조주는 구아닌-시토신(guanine-cytosine) 쌍의 염기서열을 중요한 단백질 코딩 영역 바로 바깥쪽에 배치하셨다. 이러한 바깥쪽 구아닌은 화학적 상해를 흡수하는 반면, 코딩 영역은 조금도 손상되지 않는다.[6] 이러한 구아닌은 주변 뉴클레오티드로부터 전자가 소실되는 것을 흡수하기에 적절한 위치에 있다.

최근 연구들을 통해 특정 DNA 문제에 대한 훨씬 더 영리한 해결책이 밝혀졌다. 뉴클레오티드 절단 복구(nucleotide excision repair, NER) 경로는 지금까지 연구된 12가지 DNA 복구 경로들 중 가장 간단한 경로이다. NER은 5개의 효소들을 포함한 30개의 단백질들을 사용하여, 티민 이량체(thymine-thymine dimers, 티민 이합체)라 불리는 티민 염기가 서로 비정상적으로 결합된 부분을 잘라내고 대체한다.[7] 자외선은 인접한 티민 뉴클레오타이드가 서로 직접 결합하도록 만든다. 이량체는 DNA 복제(세포 분열 시)와 DNA 전사(DNA 주형에서 메신저 RNA의 복사)를 방해한다. NER 경로가 없다면, 세포는 기능을 멈출 것이다.

또한 광분해효소(photolyase)라는 독특한 효소도 티민-티민 이량체를 복구할 수 있다. 이 효소는 이량체에 달라붙어 청색광의 광자(photon)를 수집한다. 그런 다음 그 빛에너지를 공격적인 이량체로 전달하여, 다시 두 개의 티민으로 분해한다.[8] 분명히 주 예수님은 태초부터 모든 생명체의 세부적 사항들도 고려하고 돌보셨다.

신다윈주의(Neo-Darwinism)는 돌연변이가 진화를 촉진한다고 주장하지만, 1,000명이 넘는 연구자들이 "다윈주의에 대한 과학적 반대(A Scientific Dissent from Darwinism)"에 서명하면서, 공개적으로 이 이론에 동의하지 않았다.[9] 전문가들이 신다윈주의에 설득되지 않는 이유 중 하나는, DNA 복구 시스템이 진화 모델이 요구하는 바로 그 돌연변이를 방지하기 때문이다. 일부에서는 이를 ‘돌연변이 보호 역설(mutation protection paradox)’이라고 부르기도 한다.[10]

.DNA 자체와 DNA 복구 경로는 ‘전부 아니면 무(all-or-nothing)’ 시스템으로 구성되어 있다.

 

또한 DNA 복구 시스템에는 ‘닭과 달걀의 문제’도 있다. 수십 개의 필수 DNA 복구 단백질들에 대한 유전정보들은 DNA에 저장되어 있다. 그렇다면 DNA와 DNA를 유지하는 데 필요한 DNA 복구 단백질들 중 어느 것이 먼저 생겨났는가? 분명히 이 둘은 동시에 만들어졌어야 한다. "그가 말씀하시매 이루어졌으며 명령하시매 견고히 섰도다"(시편 33:9)라고 말씀하셨을 때, 그것들은 생겨났다.

실제로 주님께서 “하늘과 땅과 바다와 그 가운데 모든 것을 만들고...”라면(출 20:11), 이러한 진화론자들이 갖고 있는 딜레마는 사라진다. 무작위적인 자연적 과정으로 ‘돌연변이 보호 역설’, ‘DNA와 DNA 복구 시스템의 닭과 달걀 문제’, 그리고 DNA 복구 효소들에서 볼 수 있는 경이로운 복잡성의 분자들과 선견지명을 극복할 수 없다. 따라서 우리는 초자연적인 원인을 찾아야만 한다. "만물이 그로 말미암아 지은 바 되었으니"(요 1:3). 그분은 피조물과 별도로 존재하시는 분이시다. DNA 복구 시스템은 초월적 지혜와 사랑의 마음을 가지신 창조주를 가리킨다.


References

1. DNA replication machinery is so effective and precise that it leaves behind only one error in about one billion nucleotides.

2. Researchers estimate that a typical human cell manages 2,000–10,000 depurinations, 600 depyrimidinations, 10,000 oxidations, 55,000 single-strand breaks, and 10 double-strand breaks each day. Tan, C. L. and R. Stadler. 2020. The Stairway to Life: An Origin-of-Life Reality Check. Evorevo Books, 136.

3. Slupphaug, G. et al. 1996. A nucleotide-flipping mechanism from the structure of human uracil– DNA glycosylase bound to DNA. Nature. 384 (6604): 87–92.

4. Boal, A. K. and J. K. Barton. 2005. Electrochemical Detection of Lesions in DNA. Bioconjugate Chemistry. 16 (2): 312–321.

5. Boal, A. K. et al. 2009. Redox signaling between DNA repair proteins for efficient lesion detection. Proceedings of the National Academy of Sciences. 106 (36): 15237–15242.

6. Dohno, C., E. D. A. Stemp, and J. K. Barton. 2003. Fast Back Electron Transfer Prevents Guanine Damage by Photoexcited Thionine Bound to DNA. Journal of the American Chemical Society. 125 (32): 9586–9587.

7. Spivak, G. 2015. Nucleotide excision repair in humans. DNA Repair. 36: 13–18.

8. Zhang, M., L. Wang, and D. Zhang. 2017. Photolyase: Dynamics and electron-transfer mechanisms of DNA repair. Archives of Biochemistry and Biophysics. 632: 158–174.

9. A Scientific Dissent from Darwinism. Posted on dissentfromdarwin.org.

10. DeJong, W. and H. Degens. 2011. The Evolutionary Dynamics of Digital and Nucleotide Codes: A Mutation Protection Perspective. The Open Evolution Journal. 5: 1–4.

* Dr. Thomas is Research Scientist at the Institute for Creation Research and earned his Ph.D. in paleobiochemistry from the University of Liverpool.

Cite this article: Brian Thomas, Ph.D. 2024. DNA Repair: The Built-in Toolbox That Sustains Life. Acts & Facts. 53 (1).


*참조 : ▶ DNA의 초고도 복잡성

https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405637&t=board

▶ 생명체의 초고도 복잡성

https://creation.kr/Topic101/?idx=6405658&bmode=view

▶ 단백질과 효소들이 모두 우연히?

https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405405&t=board


출처 : ICR, 2023. 12. 29.

주소 : https://www.icr.org/article/dna-repair-built-toolbox-that-sustains/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2024-01-14

정자에서 DNA가 포장되는 방법

: 무성생식에서 유성생식의 진화는 실패하고 있다.

(How DNA Is Packaged in Sperm Cells

Part III: Sperm Design vs Evolution)

by Jerry Bergman, PhD


   정자가 진화했다는 증거는 존재하지 않는다. 불과 몇 달 전에 상상했던 것보다도, 정자 세포는 훨씬 더 복잡하다.


   유성생식(sexual reproduction)에서 수컷의 씨인 정자(sperm)와 암컷의 씨인 난자(ovum)는 모두 필요하다. 이들 세포를 생식자(gametes, 배우자)라고 부른다. 진화론에 의하면, 모든 생물과 장기들은 진화로 생겨났다고 추정하고 있기 때문에, 정자도 진화로 생겨났다.

정자의 진화에 대한 논문들을 컴퓨터로 검색해보면, 고환에서 정자 발달에 관한 많은 논문들이 있지만, 정자가 원시적인 정자 전구물질로부터 진화했다는 논문은 거의 없다. ‘정자 세포의 기원과 진화에 관하여’라는 제목의 한 논문은[1] 정자의 진화적 기원을 알아내는 데에 실패하고 있음을 보여주고 있었다.

정자 세포는 거의 350년 전에 안토니 반 레벤후크(Antonie van Leuwenhoke)와 조안 햄(Johan Ham)에 의해 처음 관찰된 이래로, 생물학자들의 호기심을 불러일으켰다. 이 '미소동물(animalcules)'의 발견은 정자세포 생물학(sperm biology)의 분야를 시작시켰고, 그후 이 작고 고도로 전문화된 세포에 대한 3세기 반 동안의 탐구는 생식과 수정에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으켰다. 동물계 전체에서 정자들의 형태와 행동의 놀라운 다양성이 관찰되었고, 정자가 발달하고 성숙하며, 마침내 난자를 찾고 수정하는 그들의 놀라운 여정에서 일어나는 분자적 및 생리적 과정의 복잡성은 오늘날까지 생물학자들에게 호기심을 불러일으키고 영감을 주고 있다.[2]

매년 약 250편의 논문들이 정자들의 경쟁에 관한 주제로 발표되고 있음에도 불구하고, 피셔(Fisher)의 보고서에 정자가 아닌 것으로부터 정자가 진화했다는 것을 설명하려는 어떠한 아이디어도 포함되어 있지 않았다.[3]


무성생식에서 유성생식으로 진화? : 어떻게?

무성생식(asexual reproduction)이 어떻게 유성생식(sexual reproduction)으로 진화했는지는 생물 진화론에서 중요한 부분이지만, 아직도 해결되지 않고 있다.[4] 생식자(gametes, 생식세포), 정자, 난자는 어떻게 진화되었는가? 인터넷 검색으로 찾아본 글들은 대체적으로 이 주제를 무시하고 있다. 피셔는 "진화생물학의 중심적 미스터리 중 하나는 왜 수컷과 암컷의 생식자가 따로 존재하는가?"라는 것임을 인정하고 있었다.[5]

그녀는 정자 경쟁(sperm competition), 또는 정자 경쟁을 일으킨 것의 전구체가 "생식자 이형(gamete dimorphism)의 진화를 이끌었다"고 말한다.[6] 이러한 관찰은 생식자 이형(정자와 난자가 진화했다는 의미)과 이 둘이 하나로 결합되는 수단이 존재할 때까지, 유성생식이 일어날 수 없다는 사실을 무시하고 있었다. "생식자 이형의 주요 결과는 정자 경쟁인데, 여기서 작은 생식자가 더 큰 생식자과 경쟁한다"라는 주장은 생식자가 아닌 것에서 생식자로의 진화를 말하는 것이 아니다. 그 주장은 어떤 구조와 미세조정의 악화가 일어난 것을 줄이는(제거하는), 생물에서 일어나고 있는 자연선택의 주 기능에 대한 한 예시일 뿐이다.[7]


DNA를 포장하고, 재포장하기 위해 필요한 것들

진화론자들은 정자 발달 과정에서 근본적인 형태 변화를 일으키기 위해서는 부계 염색체(paternal chromosomes)가 반드시 필요하다는 사실을 설명해야 한다. 수정 전 정자에서 부계 염색체의 압축(compaction)은 정자의 유체역학적 성능 향상과 정자 머리의 부계 유전체의 무결성 보존을 위해 필요하다.

.DNA를 조립하는데 있어서 히스톤의 기능을 설명하는 도표. <From Wikimedia Commons>.


초압축(ultracompaction)은 DNA가 차지하는 공간을 20~200배로 줄이고, 난자를 향해 이동하는 동안 복제를 방지하기 위해 사용된다. 정자 DNA의 이러한 극도의 초압축 과정은 "유전체 전체에서 히스톤(histones)을 프로타민(protamines)으로 대체하는 것과 관련이 있지만, 염색질 조직(chromatin organization)에서 이러한 급진적인 변화의 실제 역할은 커다란 수수께끼로 남아 있다."[8] 이 단계의 중요성은 "정자 염색질에서 전체적으로 히스톤을 프로타민으로 대체하는 것은 곤충을 포함하여 동물계에 널리 퍼져 있다"라는 사실로 인해서 알 수 있다.[9] 이 중요한 역할에서 히스톤의 제거는 부계 염색체를 보호하고, 수정 시 조기 분열로부터 부계 염색체를 보호하는 것이 포함된다.[10]

프로타민은 정자의 핵심 주요 단백질로서, 정자 머리의 핵에서 DNA 압축을 일으키는 DNA 접합제(DNA binder) 역할을 하며, 정자가 기능하는데 필요한 염색질(chromatin) 형성에 필수적이다. 이것은 "프로타민 결핍은 정자 형성에 심각한 장애를 유발하여 남성 불임에 영향을 미친다"는 초기 연구 결과를 통해서 확인되었다. 또한 프로타민의 발현 장애는 정자의 수, 운동성 감소, 형태학적 이상을 초래했다."[11]

비록 "히스톤이 수정 능력에 영향을 미침 없이 정자에 남아 있다 하더라도, 히스톤을 제거하고 프로타민으로 대체하는 이 과정이 필요한 이유는 "수정 시 수컷 염색체는 암컷의 감수분열의 진행을 조절하는 모계 요소에 의해서 엉뚱한 것(이상한 형태)으로 인식되기 때문이다. 이러한 인식은 해로운 조기 분열과 수컷 염색체의 조기 소실을 초래한다." 즉, 이 전체 과정이 ‘한 요소도 제거할 수 없는 복잡성(irreducible complexity)’의 또 다른 사례인 것이다. 이것은 난자에서 수컷 염색체를 보호하는데 있어서 정자 염색질의 역할이 중요함을 보여주는 것이다. 히스톤 제거 과정의 세부 사항에는 다음과 같은 효과가 포함된다 : 

히스톤 제거 과정은 돌연변이체 부계 소실(mutant paternal loss, pal) 효과가 있으며, 정자 염색질은 정자 생존력을 손상시키지 않고 생식선 히스톤 H3 및 H4를 유전체에 넓게 보유하고 있다. 그러나 수정 후, 돌연변이가 일어난 정자 염색체는 난자의 염색체 운반 복합체(chromosomal passenger complex, CPC)의 표적이 되고, 여성 감수분열 II와 동시에 치명적인 조기 분열에 관여한다. pal은... H2A-H2B 이합체(dimers)를 제거한 후, 정자 DNA에서 (H3-H4)2 사합체(tetramers)를 제거하는 데 특별히 필요한 한 단백질을 암호화한다. 따라서 우리의 연구는 곤충 정자 염색질로부터 히스톤 제거의 예상치 못한 역할을 밝혀내었다. 이것은 암컷의 감수분열(meiosis) 동안 남성 생식핵(pronucleus)의 완전성을 보호한다.[12]


후성유전학적 역할

게다가, 이제 우리는 "특화된 정자 DNA 포장(sperm DNA packaging)은 또한 중요한 수정 후 기능... 모계 염색체와 구별되는 부계 염색체의 후성유전학적 식별(epigenetic identification) 기능을 제공한다. 이러한 후성유전학적 구별이 없다면, 부계 DNA는 최초의 접합체 세포분열 이전에 부서진다." [13] 이 주요 압축 단계의 한 결과는 생물학적 적격성(competency)을 상실한다는 것이다. 결과적으로, 생물학적 적격성은 정자로 회복되어야만 한다. 이것은 부계 DNA 포장을 재건하는(reestablishing) 것을 필요로 한다.


요약

정자에 대한 이 연구의 전체 과정은 정자의 설계에 작은 변화가 생겨도 다음 세대에 정자의 기능과 번식 능력에 치명적인 영향을 미칠 수 있다는 사실을 잘 보여준다. 그리고 위에서 설명한 고도로 복잡한 설계가 확립되어있고 기능하기 전까지, 정자는 생식 기능을 수행할 수 없다. 이것은 정자의 설계가 복잡할 뿐만 아니라, 한 요소도 제거할 수 없을 정도로 복잡하다는 사실을 다시 한번 보여주는 것이다. 또한 정자가 어떤 무성생식 시스템에서 무작위적 과정을 통해 결코 진화될 수 없었다는 또 다른 증거가 되고 있는 것이다.


버그만 박사의 이전 시리즈 글들을 참조하라(번역되어 있음) :

1부: 정자 세포에서 발견된 복잡한 설계 (2023. 11. 15).

     https://creation.kr/LIfe/?idx=17305362&bmode=view

2부: 정자의 초고도 복잡성은 설계를 가리킨다. (2023. 11. 22).

     https://creation.kr/LIfe/?idx=17082628&bmode=view

.제리 버그만(Jerry Bergman) 박사의 책, ‘진화의 세 기둥이 붕괴되다(The Three Pillars of Evolution Demolished)’. 2022. Westbow Press: Bloomington, IN (a division of Thomas Nelson & Zondervan).


References

[1] Fisher, Heidi, et al. “On the Origin and Evolution of Sperm Cells.” Cells 12(1):159, January 2023.

[2] Fisher, et al., 2023.

[3] Simmons, L.W., and N. Wedell. “Fifty years of sperm competition: The structure of a scientific revolution.” Philosophical Transactions of the  Royal Society. B Biological Science. 375: 20200060, 19 October 2020.

[4] Smith, F. LaGard. Darwin’s Secret Sex Problem: Exposing Evolution’s Fatal Flaw–The Origin of Sex. WestBow Division of Thomas Nelson and Zondervan, Bloomington, IN, 2018.

[5] Fisher, et al., 2023, p. 2.

[6] Fisher, et al., 2023, p. 2.

[7] Bergman, Jerry. The Three Pillars of Evolution Demolished: Why Darwin Was Wrong. WestBow Division of Thomas Nelson and Zondervan, Bloomington, IN, 2022.

[8] Lopez, Bianca, et al. “Unequal impacts.” Science 382(6671):659-661, 2023.

[9] Dubruille, Raphaëlle, et al. “Histone removal in sperm protects paternal chromosomes from premature division at fertilization.” Science 328(6671):725-731 10 November 2023.

[10] Dubruille, et al., 2023.

[11] Akmal, Muslim, et al. 2016. “The important role of protamine in spermatogenesis and quality of sperm: A mini review.” Asian Pacific Journal of Reproduction 5(5):357-360, September 2016.

[12] Dubruille, et al., 2023.

[13] Levine, Mia. “A case of mistaken epigenetic identity. The specialized packaging of sperm DNA preserves genome stability in the fruit fly zygote” Science 382(6671):643-644, https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.adl0365, 9 November 2023.


*참조 : 진화론자들은 암수 성에 의한 유성생식이 어떻게 진화했는지 아직도 모른다.

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동물들이 유성생식을 사용하는 이유는?

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호박 속 백악기 꽃에 진화는 없었다. : 1억 년(?) 전의 수정 방식은 오늘날과 동일했다.

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현화식물의 출현 연대가 1억 년이나 더 내려갔다? : 2억4천3백만 년 전 지층에서 발견된 꽃식물의 화분

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곤충은 가장 초기의 현화식물을 수분했다

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정자와 난자의 수정 현상

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진화론자들에게 보내는 15개의 질문 

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▶ 생명체의 초고도 복잡성

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▶ 한 요소도 제거 불가능한 복잡성

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▶ DNA의 초고도 복잡성

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▶ DNA와 RNA가 우연히?

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▶ 단백질과 효소들이 모두 우연히?

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▶ 유전정보가 우연히?

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▶ 새로 밝혀진 후성유전학

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▶ 유전학, 유전체 분석

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출처 : CEH, 2023. 11. 28.

주소 : https://crev.info/2023/11/sperm-dna/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2023-12-18

정자 세포에서 발견된 복잡한 설계

(Intricate Design Found in Sperm Cells)

by Jerry Bergman, PhD


      정자는 설계되었는가? 진화되었는가? 

      단순한 것으로 추정되는 한 세포가 한때 생각했었던 것보다 훨씬 더 복잡하다는 것이 연구를 통해 증명되고 있다.


   인간의 정자(sperm)는 여성의 난관에서 난자를 만나 수정시키는 데 필요한 23개의 남성 염색체를 갖고 있다. 남성의 정자는 인체에서 가장 작은 세포로, 역사의 많은 부분에서 인간의 가장 단순한 세포 중 하나로 여겨졌었다. 부계(paternal) 유전자를 남성에서 여성으로 옮기는 일은 간단한 일일 것이라고 여겨졌던 것이다. 이 일을 수행하기 위해, 운반 시스템은 속도와 효율성을 위해 능률적이어야 한다. 인간 남성의 생식기에 방출되는 수십억 개의 정자들 중에서 절대 다수의 정자들은 임무 수행에 실패한다.[1]


정자가 가장 단순한 세포 중 하나라고 믿어졌던 이유

정자에는 리보솜(ribosomes), 소포체(endoplasmic reticulum), 골지체(Golgi apparatus)와 같은 세포질 소기관들이 없다. 정자의 핵 속 DNA는 부피를 최소화하기 위해 극도로 촘촘하게 채워져 있다. 많은 정자들의 염색체는 히스톤(histones)을 이용하여 DNA를 포장하는 대신, 프로타민(protamines)이라 불리는 양전하를 띠는 단백질이 사용되어 포장된다. 이 모든 이유들로 인해, 정자는 신체에서 가장 단순한 세포 중 하나로 간주됐었다. 즉, 최근까지도 그랬다. 인체 해부학 전체가 그러하듯이, 더 많은 연구들이 완료될수록, 인체 구조들은 원래 생각했었던 것보다 훨씬 더 복잡한 것으로 나타난다.

.인간 정자의 주요 부분. <From Wikimedia Commons>


정자는 다른 세포들과 마찬가지로, 미토콘드리아를 이용하여 에너지를 생산하는데, 구체적으로 대략 50~75개의 미토콘드리아들이 정자 중간 부분에 위치한다.[2] 미토콘드리아는 정자가 목적지(난관 팽대부)까지 헤엄쳐 나가는데 필요한 에너지를 제공한다. 정자 미토콘드리아의 구조와 기능은 체세포의 미토콘드리아와 거의 동일하다.


정자가 한때 생각했던 것보다 훨씬 더 복잡하다는 것을 밝혀낸 새로운 발견

정자가 한때 생각했던 것보다 훨씬 더 복잡하다는 것을 보여주는 새로운 발견 중 하나는 무루게수(Murugesu)에 의해서 수행된 연구이다.[3] 무루게수는 정자가 난모세포(oocyte)로 헤엄쳐가는 여행 동안 직면하는 유체 상태의 변동에 적응하기 위해서, 그들 편모의 파형(waveform)을 조절함으로써 수영 모드를 조절할 수 있다는 것을 발견했다.[4] 구체적으로, 정자들은 이동하는 유체 점도의 변화에 적응해야 한다. 예를 들어, 그들의 환경이 정자가 난모세포에 접근하기 시작하는 질의 상류 부위로 거슬러 올라갈 때, 정자의 꼬리는 더 빠르게 박동한다.[5]

무루게수의 실험 설계는 생리학적으로 관련된 주요 조건에서 정자의 행동을 관찰하기 위한 "시험장"이 포함되어 있다. 그 장치는 미세 유체학을 변화시켜, 다양한 유체 흐름과 점성에 대한 정자의 편모 파형과 에너지의 반응을 조사했다. 연구자들은 초당 200프레임으로 설정된 고속 고해상도 현미경을 사용하여, 편모 동력학(flagellar dynamics)을 조사하고 정량화했다. 연구는 정자의 편모 파형이 주로 점성에 의해 영향을 받는다는 것을 밝혀냈다. 그 반응은 에너지 효율이 높은 박동(beating) 행동을 증가시키는 것을 포함하고 있다.[6]

이러한 적응은 여성 생식기관 경로의 복잡한 유동학적(rheological) 특성에 기인하여 요구된다. 이러한 반응은 정자가 난관의 난모세포에 도달하고 수정하기 위해, 여성 생식기관의 경로를 항해할 수 있도록 하는 데에 필요하다. 정자 세포는 열주성(thermotaxis, 온도 구배)과 화학주성(chemotaxis, 화학적 자극)의 조합에 의해, 난모세포로 이동하도록 유도된다.

.인간 난자 세포에 수정되기 위해서는 횡단해야 하는 정자의 경로. <From Wikimedia Commons>. 


사람의 정자는 먼저 질 전정부에 축적되어, 자궁경부 점액과 접촉하고, 질의 산성 물질과 면역반응을 피하기 위해, 즉시 자궁경부로 진입을 시도한다. 자궁경부 점액은 형태가 손상된 정자를 효과적으로 걸러낸다. 그 결과 극소수의 정자만이 자궁경부 안으로 진입한다. 배란이 다가오면, 정자는 과활성화되어, 난관의 팽대부를 향해 나아갈 수 있게 된다. 운동성 과활성화(motility hyperactivation)는 정자가 난관 속의 점액을 통과하도록 해줄뿐만 아니라, 난모세포의 난포세포더미와 투명대에 침투하는 것을 돕기도 한다. 그리고 난모세포의 원형질막과 융합한다.[7] 난모세포를 수정시키는 데 필요한 정자는 하나이지만, 난자를 수정시키기 위해 들어가기 전, 진입 과정 준비의 시작을 위해서는 외부 난자 껍질과 막에 부착하는 몇 개의 정자들이 필요하다.

.난모세포의 난포세포더미(cumulus oophorus)와 투명대(zona pellucida). <From Wikimedia Commons>


유체 상태에 따른 이러한 반응은 유체의 특성을 측정하는 감각 시스템이 있어야 하며. 이는 정자 꼬리에서 에너지 수준의 차이를 유발한다. 연구는 이 시점에서 정자의 행동을 변화시키는 신체적 조건과, 그로 인한 구체적인 변화를 관측했다. 다음 단계는 유체 환경에 적응하는 정자의 유전적, 신체적 변화를 탐구하는 것이다. 여기에는 필요한 신경, 근육, 화학적 설계가 포함된다.


요약

유체 상태에 적응할 수 있는 정자 설계의 발견은 그 체계를 담당하는 메커니즘을 포함하여 완전히 새로운 연구 분야를 열었다. 결국, 정자는 대부분의 체세포들보다 훨씬 더 복잡한 것으로 판명될 수 있다. 이 연구의 한 가지 중요성은 서구권이 현재 직면하고 있는 불임(infertility)의 유행을 부분적으로나마 이해하는 것이다.


References

[1] Alberts, Bruce, et al. Molecular Biology of the Cell, 4th edition. W.W. Norton & Co., New York, New York, 2002.

[2] Hirate, Shuji, et al. Spermatozoon and mitochondrial DNA. Reproductive Medical Biology 1(2): 41–47, 2002.

[3] Murugesu, Jason Arunn. Sperm sense what they are swimming through and adapt their behavior. New Scientist, 1 November 2023.

[4] Sperm can adjust their swimming style to adapt to fluctuating fluid conditions; https://phys.org/news/2023-11-sperm-adjust-style-fluctuating-fluid.html;

https://www.sciencedaily.com/releases/2023/11/231101134736.htm, 1 November 2023.

[5] Murugesu, Jason Arunn. 2023.

[6] Parast, Farin, et al. The cooperative impact of flow and viscosity on sperm flagellar energetics in biomimetic environments, Cell Reports Physical Science. DOI: 10.1016/j.xcrp.2023.101646; www.cell.com/cell-reports-phys … 2666-3864(23)00469-1, 2023.

[7] Suarez, S., and A. Pacey. Sperm transport in the female reproductive tract. Human Reproductive Update 12(1): 23-37; doi: 10.1093/humupd/dmi047, January-February 2006. Epub. PMID: 16272225, 4 November 2005.


*참조 : 정자의 초고도 복잡성은 설계를 가리킨다.

https://creation.kr/LIfe/?idx=17082628&bmode=view

정자에서 DNA가 포장되는 방법 : 무성생식에서 유성생식의 진화는 실패하고 있다.

https://creation.kr/LIfe/?idx=17589070&bmode=view

수십억 개의 생체 나노기계들은 그리스도의 솜씨를 드러낸다.

https://creation.kr/LIfe/?idx=17056027&bmode=view

세포막의 Kir2.1 채널 : 세포내 한 분자기계의 나노 구조가 밝혀졌다.

https://creation.kr/LIfe/?idx=13001065&bmode=view

핵공 복합체의 경이로운 복잡성

https://creation.kr/LIfe/?idx=15527346&bmode=view

가장 간단한 미생물도 생각보다 훨씬 더 복잡했다 : 마이코플라즈마는 200개의 분자기계들과 689개의 단백질들을 만드는 유전자들을 가지고 있었다. 

https://creation.kr/Influence/?idx=1289940&bmode=view

박테리아 - 나침반 제작의 대가 : 자기장을 감지하는 박테리아는 설계를 가리킨다.

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박테리아의 편모 : 분자 모터들은 경이로운 설계를 보여준다.

https://creation.kr/LIfe/?idx=16861623&bmode=view

동물성 플랑크톤에서 발견된 다연발의 작살! : 하등하다는 원생동물에서 고도로 복잡한 기관의 발견

https://creation.kr/Topic101/?idx=13855012&bmode=view

▶ 생명체의 초고도 복잡성

https://creation.kr/Topic101/?idx=6405658&bmode=view

▶ 한 요소도 제거 불가능한 복잡성

https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405309&t=board

▶ DNA의 초고도 복잡성

https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405637&t=board

▶  유전정보가 우연히? 

https://creation.kr/Topic101/?idx=6405597&bmode=view

▶ 단백질과 효소들이 모두 우연히?

https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405405&t=board

▶ 바이러스, 박테리아, 곰팡이, 원생생물

https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405292&t=board


출처 : CEH, 2023. 11. 15.

주소 : https://crev.info/2023/11/intricate-design-found-in-sperm-cells/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2023-11-30

정자의 초고도 복잡성은 설계를 가리킨다.

(More Details on Sperm Design Published)

by Jerry Bergman, PhD


  더 많은 실험적 연구들은 정자 세포의 지적설계를 더욱 확증하고 있다.


  한때 단순한 세포로 생각했던 '정자(sperm)'에 대한 것을 상세하게 설명하려면 문짝 크기 만한 책이 필요할 것이다.

최근 한 가지 예는 정자와 관련 분야를 망라하는 설명은 거의 4,000페이지에 달한다.[1] 수정을 위한 정자 경쟁(sperm competition)이라는 주제에 대해서만 354페이지에 달하는 책이 출간됐었다.[2] 내가 지난 번에 올린 글 외에[3], 또 다른 새로운 연구 결과는 정자가 설계되었다는 추가적 증거를 제공하고 있었다.


편집자 코멘트 : 식물, 나비, 공룡, 거북이, 새, 사자 등과 같은 유성생식을 하는 모든 생물들은 정자("씨")와 난자의 결합을 필요로 한다. 정자 세포는 난자를 향해 이동해야 하기 때문에 특별히 관심을 끈다. 꽃이 피는 현화식물의 정자 세포는 밑씨에 있는 난자까지 이어져 있는 꽃가루관을 지나가야 된다. 대부분의 동물 정자 세포는 난자를 향해 수영해가기 위해서 채찍 모양의 편모(flagella)를 갖고 있다. 버그만(Bergman) 박사가 이전 글에서 설명했듯이, 동물의 정자 세포는, 진핵세포 중 가장 작은 것 중 하나이지만, 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 복잡하다. 최근의 연구 결과들은 정자의 초고도 복잡성에 대한 상세한 사항들을 밝혀내고 있다.


주화성(chemotaxis, 화학주성)

최근의 한 분석은 정자가 어떻게 불안정한 여정에서 길을 잃지 않고 난자에 도달할 수 있는지에 대해 더 자세히 설명하고 있었다. 관건은 난자가 방출하는 화학적 신호인 화학적 유인물질(chemo-attractants)은 정자의 이동 경로를 지시할 뿐만 아니라, 이전의 수동적 정자들을 활성화시킨다. 이 신호들은 난자에 의해 보내져서, 정자 표면의 수용체와 결합한다.

이 결합은 정자의 운동이 난자를 향해 헤엄치는 것으로 시작되는 일련의 사건을 유발한다.[4] 게다가, 후생동물문에서 정자의 이동은 "cAMP 생성 효소 sAC의 pH 의존적 활성화에 의해 자극되는, 고도로 보존된 신호 전달 폭포에 의해서 정자 운동성이 유도된다"는 것이다. 한 중요한 역할을 하는 단백질은 "SLC9C1"이다.[5] 

.휴면 상태의 정자가 활성화되는 것을 나타내는 도표. (From David Drew. “Sperm’s secret voltage switch: Scientists unlock the mystery of motility,” 25 Oct 2023.)


이 단백질은 고도로 복잡한 한 교환시스템(exchange system)의 한 부분이다.

세포 내부의 양성자와 외부의 나트륨 이온을 교환하여, 정자 내에 일시적으로 덜 산성화된 환경을 만든다. 이러한 내부 환경의 변화는 정자 운동성 증가를 유발한다... SLC9C1의 활성화는 화학적 유인물질이 정자에 달라붙을 때 발생하는 전압 변화에 의해 이루어진다. 이를 위해 SLC9C1은 전압 감지 도메인(voltage-sensing domain, VSD)이라는 독특한 기능을 사용한다. 일반적으로 VSD 도메인은 전압 개폐 이온 채널과 관련이 있다. 하지만 SLC9C1의 경우에는 수송체 영역에서 정말로 예외적인 것이다… VSD 도메인은 S4 나선처럼 막대를 안쪽으로 밀어서 전압 변화에 반응한다. 이것은 SLC9C1에 의해 이온 교환의 길을 열어 궁극적으로 정자 운동성을 시작한다.[6]

.전압-게이트형 Na+/H+ 교환기의 구조 및 전기 기계적 커플링. (Illustration from Yew, Hyunku, et al.  Nature 623:193–201, 25 October 2023.)


드류 교수는 다음과 같이 덧붙이고 있다.

수송체(transporters)는 채널과는 매우 다르게 작동하기 때문에, VSD는 우리가 지금까지 본 적도 없고 상상조차 할 수 없는 방식으로 정자 단백질에 결합되어 있다. 자연이 어떻게 이런 일을 해왔는지를 보는 것은 흥분된다. 아마도 미래에는 이것으로부터 전압에 의해 켜질 수 있는 합성 단백질을 만들거나, 이 단백질을 차단함으로써 작동하는 새로운 남성 피임약을 개발할 수 있을지도 모른다.[7]

두 번째 그림은 휴면 상태에서 정자가 활성화되는 것을 보여주고 있다.(From David Drew. “정자의 비밀 전압 스위치 : 과학자들이 운동성의 신비를 풀었다(Sperm’s secret voltage switch: Scientists unlock the mystery of motility).” https://www.su.se/english/news/sperm-s-secret-voltage-switch-scientists-unlock-the-mystery-of-motility-1.685891, 25 October 2023.“

 

SLC9C1 시스템의 분석

SLC9C1 시스템은 뛰어난 설계와 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducible complexity)’을 동시에 보여주는 훌륭한 사례이다. 이 시스템은 모든 후생동물문(metazoan) 생물에서 "매우 보존된" 것으로 기술되고 있다. 후생동물문의 생물들은 조직과 장기들로 분화된 세포들로 구성된 모든 동물들로 (대부분의 경우) 특화된 세포들로 구성된 소화기관을 갖고 있다. 인간을 포함하여 곤충, 조류, 어류, 양서류, 파충류, 포유류, 및 영장류를 포함하여 유성생식으로 번식하는 모든 동물들이 여기에 포함되어 있다.

진화론적으로 "보존"되어 있다는 것은, 가장 원시적인 생물에서부터 가장 진보된 생물, 즉 인간에 이르기까지, 모든 후생동물들에 동일한 디자인의 단백질이 존재한다는 것을 의미한다. 보통 동일한 디자인이 존재하는데, 왜냐하면 이 디자인은 크기와 다른 제약조건들을 감안할 때, 유일한 혹은 가장 효과적인 디자인이기 때문이다. 다시 말해서, 이 디자인은 가장 잘 설계되었고, 한 요소도 제거 불가능하도록 복잡하다는 것이다. 인용된 드류 교수의 말에서 분명히 알 수 있듯이, 이 디자인은 전압 감지 도메인을 포함하고 있는 매우 복잡한 시스템이며, "우리가 이전에 본 적이 없었던, 심지어 상상조차 하지 못한 방식으로, 정자 단백질과 결합되어 있다"는 것이다.[8]

이 잘 설계되고, 한 요소도 제거 불가능한 복잡성의 시스템이 무작위적 과정으로 우연히 진화했을 것이라는 주장이 합리적일 수 있을까? 드류가 말한 것처럼, 이것을 "자연이 어떻게 만들어냈는지 보는 것은 신나는 일"일까? 그의 말은 그 시스템의 기원을 설명하지 않는다. 왜냐하면 이 시스템이 진화하기 전까지 후생동물의 번식은 일어날 수 없기 때문이다. 그래서 그는 "자연이 어떻게든 이 시스템을 만들어냈다"고 설명하는 것이다. SLC9C1 시스템이 가장 원시적 생물에서도, 가장 발달된 생물에서도 존재하기 때문에, 진화의 증거는 없는 것이다. Nature 지의 논문에 실린 이 시스템의 도표(아래 그림)는 SLC9C1 시스템의 복잡성을 잘 보여준다 :


미토콘드리아의 능률성

또 다른 복잡한 시스템은 정자에서 기능 이상과 과잉 미토콘드리아를 모두 제거함으로써, 정자 이동의 효율성을 극대화하는 데 사용되고 있었다. 앞에서 설명한 메커니즘은 미토퍼(mitophers)라고 불리는 막 결합 구조에서 과잉의 건강한 미토콘드리아를 추방하고 있었다. [9] 예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)에 대한 연구는 이러한 미세 조정이 유성생식으로 번식하는 모든 후생동물문 생물에 존재한다는 것을 보여주었다. 이 자유생활을 하는 투명한 선충은 여러 이유로 연구자들이 좋아하는 생물체이다. 예쁜꼬마선충의 많은 유전자들은 인간의 기능적 대응체를 갖고 있다는 사실로 인해, 인간의 질병 연구에 매우 유용한 모델이 되고 있다.

또 다른 연구 프로그램은 미토콘드리아가 세포외 공간으로 배출되는 과정을 더 이해하는 것과 관련이 있다. 이 과정은 손상된 미토콘드리아를 폐기하는 것을 포함하여, 다양한 생리학적 활동에 관여하는 기본적인 세포 메커니즘이다. [10] 미토페로제네시스(mitopherogenesis)라 불리는 이 과정은 미토콘드리아 특이적 세포외 배출(exocytosis)의 한 형태로, 세포 액포(vacuole)의 내용물이 액포막과 세포막의 융합을 통해 세포 외부로 방출되는 과정이다. 이 과정은 정자의 미토콘드리아 양과 번식력을 조절한다. 이것은 '진화적으로 보존되어있는' 잘 설계된 한 요소도 제거 불가능한 복잡성을 보여주는 시스템의 또 다른 사례이다.

.세포외 배출(exocytosis). 가장 아래쪽에는 액포가 추방될 미토콘드리아를 감싸고 있다. 그러면 액포는 세포막 벽과 결합하여 열려지고, 세포 내부의 끄집어낸 물질을 세포외액으로 밀어낸다. 마지막으로 액포는 세포막의 일부가 된다. <From Wikimedia Commons>.


요약

이 리뷰 글에서 자세히 설명된 세 가지 새로운 메커니즘은 이른바 '단순'하다는 정자 세포가 불과 몇 년 전에 생각했던 것보다 훨씬 더 복잡하다는 결론을 더욱 뒷받침한다. 또한 이러한 발견은 진화론적으로 보존된, 잘 설계된, 한 요소도 제거 불가능한 복잡성을 가진 시스템을 웅변적으로 보여준다. 늘 그렇듯이, 진화론의 예상과 달리, 이러한 시스템은 모든 후생동물문 생물들에서 장구한 시간 동안 진화되지 않고, 변화의 정지를 보여주며, 존재하고 있는 것이다.


References

[1] Skinner, Michael K. Encyclopedia of Reproduction, 2nd edition. Academic Press, Cambridge, MA, 13 August 2018,

[2] Baker, Robin, and Mark Bellis. Human Sperm Competition. OverDrive Publisher, Cleveland, OH, 2014.

[3] Bergman, Jerry. “Intricate Design Found in Sperm Cells. Research is proving that a supposed simple cell is far more complex than once thought.” https://crev.info/2023/11/intricate-design-found-in-sperm-cells/, 2023.

[4] Yew, Hyunku, et al. “Structure and electromechanical coupling of a voltage-gated Na+/H+ exchanger.” Nature 623:193–201, 25 October 2023.

[5] Drew, David. “Sperm’s secret voltage switch: Scientists unlock the mystery of motility.”

https://www.su.se/english/news/sperm-s-secret-voltage-switch-scientists-unlock-the-mystery-of-motility-1.685891, 25 October 2023.

[6] Drew, 2023; emphasis added.

[7] Drew, 2023; emphasis added.

[8] Drew,  2023.

[9] Shakes, Diane. “Sperm bud mitochondria to adjust the numbers.” Nature Cell Biology 25:1564–1565, https://www.nature.com/articles/s41556-023-01255-0Shakes, 9 November 2023.,

[10] Liu, Pang, et al. “Mitopherogenesis, a form of mitochondria-specific exocytosis, regulates sperm mitochondrial quantity and fertility.” Nature Cell Biology 25(11):1625–1636, November 2023.


*참조 : 정자 세포에서 발견된 복잡한 설계

https://creation.kr/LIfe/?idx=17305362&bmode=view

정자에서 DNA가 포장되는 방법 : 무성생식에서 유성생식의 진화는 실패하고 있다.

https://creation.kr/LIfe/?idx=17589070&bmode=view

진화론자들은 암수 성에 의한 유성생식이 어떻게 진화했는지 아직도 모른다.

https://creation.kr/Variation/?idx=1290472&bmode=view

동물들이 유성생식을 사용하는 이유는?

https://creation.kr/Mutation/?idx=1289851&bmode=view

지구의 가장 초기 동물생태계는 복잡했고 성 번식을 하였다. 

https://creation.kr/Circulation/?idx=1294938&bmode=view

호박 속 백악기 꽃에 진화는 없었다. : 1억 년(?) 전의 수정 방식은 오늘날과 동일했다.

https://creation.kr/Circulation/?idx=1295027&bmode=view

정자와 난자의 수정 현상

https://creation.kr/Columns/?idx=1849782&bmode=view

한치 오차도 없는 수정

https://creation.kr/Plants/?idx=1291324&bmode=view

▶ 생명체의 초고도 복잡성

https://creation.kr/Topic101/?idx=6405658&bmode=view

▶ 한 요소도 제거 불가능한 복잡성

https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405309&t=board

▶ DNA의 초고도 복잡성

https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405637&t=board


출처 : CEH, 2023. 11. 22.

주소 : https://crev.info/2023/11/more-details-on-sperm-design-published/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2023-11-28

수십억 개의 생체 나노기계들은 그리스도의 솜씨를 드러낸다.

(Billions of Biological Nanomachines Point to Christ's Workmanship)

by Randy J. Guliuzza, P.E., M.D.  


    우리 모두는 특별히 엄격했던 선생님을 한 명 이상 기억하고 있을 것이다. 나는 무디 성경 연구소(Moody Bible Institute)의 그리스어 신약 교수님이셨던 도널드 와이즈(Donald L. Wise)와 폴 하이크(Paul Haik) 박사님이 기억난다. 두 교수님 모두 무디가 존경했던 그리스어 학자였던 케네스 웨스트(Kenneth S. Wuest) 박사의 전통을 이어받은 분들이었기 때문에, 그리스어 수업은 '살인적 수업'으로 악명이 높았다. 그럼에도 불구하고 나는 얼마나 많은 것을 배웠는지 감사하게 생각한다. 여전히 나에게 도움이 되고 있다.

몇 년 전에 나는 그리스어로 로마서 1:18~25절을 깊이 연구한 적이 있다. 이 구절은 창조과학 사역의 기본이 되는 구절로, 와이즈 박사와 하이크 박사님을 기리기 위해 모든 자료들을 찾아서 각 단어를 자세히 연구했다. 다음은 18절부터 20절까지 내가 확장 번역한 내용이고, 21절은 뒤에 이어진다.

18 하나님의 진노는 드러나며 - 지상의 수단을 통해 방향 없이 – 그것은 [인류가] 하나님의 지위를 존중하지 않고, 그분을 불경건 하게 무시하는 것과, 진리를 억압하는 인류의 죄악된 행동, 즉 그 자체로 악한 행동에 대한 것이다.

19 하나님에 관한 어떤 것들은 [주변 사물의] 외관(appearance)으로 분명히 알아볼 수 있기 때문에, [그들에게] 그것은 부정할 수 없도록 확실하게 만들어준다.

20 하나님의 보이지 않는 것들은 우리가 자연이라고 부르는 자연 영역의 총체를 존재하게 하신 그분의 힘으로부터 알 수 있다. 사실 인류는 만물에 대한 그분의 솜씨를 묵상할 때, [하나님의 보이지 않는 속성, 즉 그분의 끝없는 내재적 능력과 신성한 본성에 대해] 추론할 수 있도록 명확하게 볼 수 있다.[1]

이 구절이 말하는 것처럼 주 예수의 솜씨는 명백하게 인식할 수 있고 부인할 수 없다. 그렇다. 생명체에 들어있는 공학 기술과 인공물의 공학 기술이 어떻게 일치하는지 발견할수록, 우리는 그리스도의 능력과 천재성, 지혜를 더 많이 보게 된다. 수많은 사람들이 그러하듯이, 자연이 우연히 스스로 생겨났다고 말하며, 창조주이신 하나님을 인정하지 않는다면, 그것은 하나님을 존중하지 않고, 불경건 하며, 무시하는 것이다.


부인할 수 없는 분자 기계들의 공학

생명체의 놀라운 복잡성은 생물계 영역을 창조하신 하나님의 지혜와 능력을 분명하게 드러내고 있다. 하지만 복잡성에서 멈춰서는 안 된다. 연구자들은 생물을 하나하나 주의 깊게 연구하면서, 비슷한 일을 하는 인간이 설계한 기계들과 정확하게 일치하는 기능을 수행하는 구성 요소들을 발견한다. 이전 Acts & Facts 기사에서 놀랍도록 유사한 구성 요소의 긴 목록을 정리한 바 있다.[2]

.메신저 RNA(messenger RNA) 분자를 조립하는 생물 세포의 일부인 리보솜(ribosome).

 

생물학적 기능을 공학적 원리로 설명할 수 있다는 사실은 로마서 1장에서 말씀하신 것처럼, 하나님께서 모든 인류에게 어떻게 자신을 계시하고 있는지를 알 수 있는 방식으로 중요하다. 왜 그럴까? 생물체의 과정이 인간의 설계 경험에 맞지 않거나, 인간의 연구로 그 작동을 해독할 수 없다면, 일반 계시는 작동되지 않을 것이다.

이 경우 한 사람은 생물체가 설계되었다고 주장하고, 다른 사람은 무작위적 돌연변이와 자연선택을 통해 복잡성을 진화시켰다고 똑같이 주장할 수 있다. 아니면 외계인이나 신비로운 힘, 또는 다른 무언가가 작용했을 수도 있다고 주장할 수 있다. 생물학적 기능이 우리에게 수수께끼라면, 누구의 주장이 옳은지 판단할 방법이 없으므로, 하나님에 대한 일반 계시는 존재하지 않을 것이다.

다행히도 하나님은 인류에게 생물학적 비밀을 풀기 위한 '열쇠'를 남겨두셨다. 하나님은 인간이 설계한 것과는 완전히 대조되는 원리로 작동되는 생물학적 시스템을 설계하실 수도 있으셨지만, 그렇게 하지 않으셨다. 연구에 따르면, 그분은 인간이 설계한 것과 유사한 것들을 남겨 놓으셨다. 따라서 기독교인은 피조물들이 설계되었다고 단호하게 주장할 수 있다. 어떻게? 1)명백히 인간이 설계한 것과 상관관계가 있고, 2)생물에서 알려진 공학적 원리에 따라 기능하는 특성들을 지적함으로써 말이다.

세포 수준에서 보여지는 수많은 특성들의 조화는 진화 생물학자들에게도 명백히 드러난다. Cell 지는 '세포 속의 분자 기계: 자연적, 반인공적, 생물학적 영감된 설계(Molecular Machines in Cells: Natural, Semi-artificial, and Bioinspired Designs)"'라는 제목의 특별호를 발행할 예정이다.[3] 객원 편집자인 베일러 의과대학의 블라디미르 디덴코(Vladimir Didenko) 박사는 논문 모집 공고에서 생물과 인간 공학이 긴밀하게 대응하고 있음을 확인해주고 있었다 : "빠르게 발전하고 있는 이 광범위한 분야에는 자연적으로 발생된 생물학적 기계들과 수많은 완전히 인공적 및 반인공적 유사체들이 포함된다."[3] 분자 기계들은 인간이 설계한 공학적 장치들과 비교되고 있었다. 디덴코는 이렇게 덧붙이고 있었다 :

수십억 개의 생물학적 분자 기계들이 모든 살아있는 세포들에서 작동되고 있다. 이러한 거대 분자 복합체는 단백질 폴딩, DNA 복제, 전사, 다양한 화물들의 운송과 같은 중요한 작업을 수행한다... 자연적 생물학적 기계의 가장 잘 연구된 예로는 리보솜(ribosomes), 원형질막 펌프(plasma membrane pumps), 유사분열 방추체(mitotic spindles), 운동 단백질인 미오신(myosin), 키네신(kinesin), 디네인(dynein) 등이 있다.... 이 특별 호에서는 자연에서 빌린 메커니즘을 사용하는 자연의 분자기계들과 그 인공 및 하이브리드 유사체에 대해 다룬다.[3]

미국 국립과학원의 전 회장이었던 브루스 앨버츠(Bruce Alberts)는 1998년 Cell 지의 기고문에서 세포에 대해 이렇게 설명했다 :

전체 세포는 서로 맞물려 있는 조립라인의 정교한 네트워크로 이루어진 공장으로 볼 수 있으며, 각 조립라인은 일련의 대형 단백질 기계들로 구성되어 있다... 세포 기능의 근간이 되는 대형 단백질 조립체를 단백질 기계라고 부르는 이유는 무엇일까? 거시적 세계를 효율적으로 다루기 위해 인간이 발명한 기계처럼, 이러한 단백질 조립체는 고도로 조정된 움직이는 부품들로 구성되어 있기 때문이다.[4]

21년 전으로 돌아가 같은 메시지를 전하고 있는 연구자들을 만나보라.

대체로 살아있는 세포는 상호작용을 하는 분자 기계들의 집합체이다. 이러한 단백질 기계들은 모터와 펌프 역할을 하거나, 다른 생체 분자들과 함께 작업을 수행한다.[5]

.세포 내 수송 : 운동 단백질인 키네신(kinesin)은 미세소관을 가로질러서 이동하는 분자들을 수송한다. 


생물에서 발견되는 미세 분자기계들은 인간이 설계한 기계와 유사한 설계 및 공학적 원리를 공유하고 있으며, 연구자들이 밝혀낸 것처럼 놀라울 정도로 복잡하다.

나노 스케일의 단백질 기계들은 극도로 복잡해서, 그 주기의 극히 일부만 추적해도 슈퍼컴퓨터로 몇 주 동안 계산해야 한다.[5]

인간이 설계한 기계는 기계에 특화된 언어를 통해 컴퓨터의 지시를 받고 있다. 최근 캐나다의 한 대학 연구자들은 이렇게 보고했다 :

생명체는 수십억 개의 나노기계들과 나노구조들로 구성되어 있으며, 이 나노기계들과 나노구조들은 움직이고, 생각하고, 생존하고, 번식하는 등과 같은 여러 필수적인 일을 할 수 있는 고차원적인 개체를 만들어내기 위해 서로 통신하고 있다.[6]

수석 연구자는 다음과 같이 덧붙였다 :

생명 출현의 열쇠는 신호 메커니즘이라고도 하는, 분자 언어(molecular languages)의 발달에 달려 있으며, 이는 생명체의 모든 분자들이 특정 작업을 수행하기 위해서 함께 작동하도록 보장한다.[6]

연구자들이 발견한 생물학적 언어는 인간이 설계한 제어 언어와 동일한 원리로 작동되며, 역설계(reverse-engineered)가 가능하다. 연구자들은 "수학 방정식이 두 언어를 잘 설명할 수 있으며", 인간이 "다양한 농도 범위에서 항체를 감지할 수 있는 프로그래밍 가능한 항체 센서를 설계하고 엔지니어링하는 데 사용할 수 있다는 사실을 발견했다."[6]

실제로 생물의 솜씨는 놀랍다. 피조물이 수행하는 기능과 복잡한 엔지니어링을 보면 쉽게 알 수 있다. 로마서 1:18-20절의 말씀은 수많은 과학적 발견을 통해 압도적으로 확인되고 있다. 오늘날을 사는 사람들은 점점 더 핑계하지 못할 것임에도(1:20), 창조주를 부인하고 있다.


모든 수단을 동원한 고의적인 진실 억압

로마서 1:21절은 인간이 진리를 억압하는 첫 번째 방법을 자세히 설명하고 있다.

21 그들은 경험을 통해 이 통찰력을 얻고 있지만, 의도적으로 창조주 하나님을 창조주로 인정하지 않으며, 감사하지 않는다.

이 구절은 고의적인 행동을 묘사하고 있다. 수십 년 동안 진화론자들은 본질적으로 지적설계에 반하는 이론을 개발하여, 생물에서 보여지는 명백한 솜씨를 억압해왔다. 그들의 첫 번째 신조는 유전적 변이(variation)는 의도된 것이 아니라, 완전히 무작위적이라는 것이다. 둘째, 그들은 자연을 의인화하여, 이 무작위성에서 서투른 방식의 "선택"을 주장한다. 진화론을 믿었던 노벨상 수상자인 유전학자 프랑수아 자코브(Francois Jacob)은 진화론의 이러한 반설계적 특성을 완벽하게 요약하고 있었다.

그러나 비교를 하고 싶다면, 자연선택은 엔지니어가 일하는 것처럼 작동하지 않는다고 말해야 할 것이다. 그것은 마치 서툰 땜장이(tinkerer), 즉 자신이 무엇을 만들어낼지 정확히 알지 못하는 땜장이처럼 작동한다.[7]

진화론자들은 이러한 불합리한 이야기를 진리로 가르침으로서, 많은 사람들이 완벽하신 하나님이 자연을 아무런 생각 없이 덩어리처럼 창조했다는 사실을 믿지 않을 것이라는 것을 알고 있다. 따라서 반-설계론적 설명은 본질적으로 반-유신론적이다.

그러나 경이로운 세포내 분자기계들과, 의도적 적응으로 이어지는 지시된 유전적 변화[8] 등과 같은 새로운 많은 발견들은 프랑수아 자코브의 설명이 우스꽝스럽게 들렸던 것처럼 터무니없다는 것을 보여주고 있다. 이러한 최신 연구 결과들은 진화론에 정면으로 반대되는 것이다. 따라서 진화론자들은 극심한 분열을 겪고 있으며, 그들의 이론은 위기에 처해 있다.

그럼에도 불구하고, 일반 대중들은 이러한 사실을 잘 알지 못한다. 왜 그럴까? 진화론자들이 진실을 숨기고 있기 때문이다. 진실을 숨기는 가장 큰 이유는 창조론자나 지적설계(ID) 옹호자들이 힘을 얻지 못하도록 하기 위해서이다. 다음은 진화론자들이 자가-검열(self-censor)을 실시하는 이유에 관한 한 글이다.

중요한 토론이 뒤죽박죽이거나 허위사실이라는 비난과 함께, 신랄함으로 변질되는 경우가 너무 많다. 아마도 지적설계라는 망령에 시달리고 있는 진화 생물학자들은 과학(진화론)에 적대적인 사람들에게 단합된 전선을 보여주기를 원하고 있다.[9]

실제로, 나는 '보수주의자'들 사이에서 의도치 않게 반발을 일으켰다는 이유로... 좀 더 열정적인 [진화론을 비판하는] 동료들을 한 번 이상 질책한 적이 있다..... 진화 생물학자들이 지적설계의 망령 때문에 걱정하고 있는 것은 분명하다.[10]

[현재의 진화론이 용인되는 이유에 대해] 지배적인 정치적 관심사는 근본주의자들의 공격에 대한 두려움이었다... 지난 수십 년 동안 모든 사람들은 현대종합이론에 대한 만족 여부와 관계없이, 이 사실을 예리하게 인식하게 되었다. "항상 뒤통수를 치려고 하는 것 같은 느낌이 든다"라고 앨런 러브(Alan Love)는 말한다. "당신이 (진화론을) 비판한다면, 이것은 그들에게 탄약을 건네는 것과 같다." 그러니 대놓고 비판하지 말라고, 제리 코인(Jerry Coyne)은 말한다. 이는 창조론자들의 손을 들어줄 뿐이다.[11]

진화론자들 사이에서 분자 "기계(machine)"라는 단어의 사용에 대한 논쟁은 점점 더 격렬해지고 있다. 일부 진화론자들은 기계적 특성을 가진 것을 볼 때 "기계"라고 말하고 싶어한다. 그러나 다른 진화론자들은 놀라움을 금치 못하며, 기계의 정의를 바꾸거나, 더 나아가 이 단어 자체의 사용을 금지하기 원한다. 왜 그럴까? 인간의 모든 경험에서 기계는 지적 에이전트에 의해서만 설계되기 때문에, 지적설계라는 '망령'을 불러일으키기 때문이다.

.진핵세포의 구성 요소 : 핵, 세포 소기관들, 원형질막


"기계"라는 단어의 사용을 금지하자는 두 명의 진화론자는 다음과 같이 말한다 :

분자 구조와 기능의 측면을 설명하기 위해, 이러한 ‘기계’라는 은유(metaphors)를 사용하는 것은 과학 문헌에서 흔히 볼 수 있다.... 기계라는 은유는 진화론을 반대하는 주장인 지적설계(Intelligent Design, ID) 지지자들이 많이 사용해오던 것이다.[12]

사용 금지를 지지하는 사람들은 이렇게 말한다 :

교과서에서 과학 교육자들은 살아있는 생물체와 인공 기계의 비교를 피상적으로만 비교하는 것이 아니라, 상당한 수준의 세부 사항까지 비교하고 있다..... 창조론자들과 지적설계 지지자들은 자신들의 목적을 위해 기계적 은유를 사용하기를 열망해 왔다.... 물론 ID 지지자들에게 이것은 은유가 아니라, 뉴턴이 우주(태양계)의 개념을 창조주가 만든 시계와 같은 장치로서 설명했듯이, 그러한 개념으로 거슬러 올라가 살아있는 세계에 대한 문자 그대로의 설명이다. 과학자들이 생명체를 이해하기 위해서 기계라는 단어를 사용하는 것은, 과학자들이 자연주의적 편견에 사로잡혀(눈이 멀어) 있다는 창조론자들의 잘못된 견해를 더욱 강화시켜줄 뿐이다.[13]

몇몇 진화론자들의 심장 고동은 최고 수준에 도달하고 있는데, 이는 자기-망상의 정도에 비례하고 있다.

그러나 동시에 우리가 복잡한 고분자 집합체를 '기계'로 보는 것은 전적으로 부적절하다는 것을 깨달아야 한다...... 오히려 우리는 그것들이 오랜 진화 과정의 산물이라고 확신하고 있다. 프랑수아 자코브는 거의 30년 전에 자연은 엔지니어가 아니라, 땜장이라는 점을 분명히 했다. 분자기계들은 종종 그렇게 보일 수 있지만, 청사진을 가지고 만들어지는 것이 아니다.... 엔지니어와 땜장이가 만든 피조물의 명백한 유사성은 진화된 시스템과 설계된 시스템을 통합하는 자연의 법칙을 이해하기 위한 근본적인 과학적 과제를 제기하고 있다. 다시 말해, 엔지니어가 설계한 장비를 사용하는 것뿐만 아니라, 청사진을 찾아야만 땜장이의 작업을 이해할 수 있다는 것이다. '생물학의 어떤 것도 진화의 관점에서 벗어나서는 의미가 없다'는 도브잔스키(Dobzhansky, 1973)의 말이 옳다는 것을 우리는 알고 있다. 그러나 우리의 마음은 땜질의 부산물임에도 불구하고, 이상하게도 우리가 엔지니어처럼 생각하기를 원한다.[14]

나의 그리스어 교수님인 와이즈와 하이크 박사님은 진화론 과학 문헌을 읽어본 적이 없을 것 같지만, 그들이 사랑하셨던 로마서 1장의 그리스어 본문은 이러한 진화론자들의 자세를 완벽하게 묘사하고 있다. 사도 바울은 이렇게 말씀하고 있다 "스스로 지혜 있다 하나 어리석게 되어"(롬 1:22).

실제로 분자기계(molecular machines)들은 그리스도의 능력, 천재성, 지혜에 대한 부인할 수 없는 계시인 것이다.


References

1. For the full translation of Romans 1:18-25, see Guliuzza, R. J. 2017. Engineering Principles Point to God’s Workmanship. Acts & Facts. 46 (6): 16-19.

2. Guliuzza, R. J. 2010. Life’s Indispensable Microscopic Machines. Acts & Facts. 39 (8): 10-11.

3. Special Issue “Molecular Machines in Cells: Natural, Semiartificial, and Bioinspired Designs.” Cell. Posted on mdpi.com.

4. Alberts, B. 1998. The Cell as a Collection of Protein Machines: Preparing the Next Generation of Molecular Biologists. Cell. 92 (3): 291-294. Emphasis in original.

5. Flechsig, H. and A. S. Mikhailov. 2019. Simple mechanics of protein machines. Journal of the Royal Society Interface. 16 (155): 20190244.

6. Decoding how molecules “talk” to each other to develop new nanotechnologies. Université de Montreál news release. Posted on nouvelles.umontreal.ca August 15, 2023, accessed August 16, 2023.

7. Francois J. 1977. Evolution and Tinkering. Science. 196 (4295): 1161-1166.

8. Guliuzza, R. J. 2023. Dethroning the Dogma “Mutations Occur at Random.” Acts & Facts. 52 (4): 4-6.

9. Laland, K. et al. 2014. Does evolutionary theory need a rethink? Nature. 514: 161-164.

10. Pigliucci, M. The (ongoing) evolution of evolutionary theory. Scientia Salon. Posted on scientiasalon.wordpress.com November 10, 2014, accessed June 2, 2017.

11. Whitfield, J. 2008. Biological theory: Postmodern evolution? Nature. 455: 281-284.

12. Höst, G. and G. Bohlin. 2015. Engines of creationism? Intelligent design, machine metaphors and visual rhetoric. Journal of the International Society for the Arts, Sciences and Technology. 48 (1): 80-81.

13. Pigliucci, M. and M. Boudry. 2011. Why Machine-Information Metaphors are Bad for Science and Science Education. Science & Education. 20 (5-6): 453-471. Emphasis added.

14. Neupert, W. 2005. Highlight: Molecular Machines. Biological Chemistry. 386: 711, quoting Dobzhansky, T. 1973. Nothing in biology makes sense except in the light of evolution. The American Biology Teacher. 35 (3): 125-129.

* Dr. Guliuzza is President of the Institute for Creation Research. He earned his Doctor of Medicine 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 and holds a B.A. in theology from Moody Bible Institute.

*Cite this article: Randy J. Guliuzza, P.E., M.D. 2023. Billions of Biological Nanomachines Point to Christ's Workmanship. Acts & Facts. 52 (11).


*참조 : 세포막의 Kir2.1 채널 : 세포내 한 분자기계의 나노 구조가 밝혀졌다.

https://creation.kr/LIfe/?idx=13001065&bmode=view

경이로운 분자기계들이 우연히 생겨날 수 있을까? : ATPase의 작동을 보여주는 영상물

https://creation.kr/LIfe/?idx=12870896&bmode=view

세포 내의 초정밀 분자기계들이 모두 우연히?

https://creation.kr/LIfe/?idx=3094830&bmode=view

세포 내의 고속도로에서 화물을 운반하는 단백질 키네신 : 이 고도로 정교하고 효율적인 분자 기계가 우연히?

http://creation.kr/IntelligentDesign/?idx=1291669&bmode=view

초고도 복잡성의 ATP 합성효소는 진화론을 부정한다.

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세포 내에서 발견된 ‘맥스웰의 악마’는 지적설계를 가리킨다.

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하나님의 단백질 펌프 : 분자 수준의 경이로운 설계

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핵공 복합체의 경이로운 복잡성

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가장 간단한 미생물도 생각보다 훨씬 더 복잡했다 : 마이코플라즈마는 200개의 분자기계들과 689 개의 단백질들을 만드는 유전자들을 가지고 있었다. 

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▶ 생명체의 초고도 복잡성

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▶ DNA의 초고도 복잡성

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▶ 한 요소도 제거 불가능한 복잡성

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▶ 단백질과 효소들이 모두 우연히?

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출처 : ICR, 2023. 10. 31.

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번역 : 미디어위원회



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