세균의 복잡성에 대한 추가적 발견 : 창조 설계-생명 [한국창조과학회 자료실]

세균의 복잡성에 대한 추가적 발견

미디어위원회

2022-02-23

세균의 복잡성에 대한 추가적 발견

(Bacterial Complexity)

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

하등하다는 박테리아에서 또 다른 복잡성이 추가되었다. 박테리아 세포는 돌연변이로부터 자신을 보호하기 위해서 유전자 침묵(genetic silencing)을 진행할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이 발견은 "지금까지 인정받지 못했던 극도로 중요한 시스템"이라고 한 연구자는 말했다.[1]

이 발견 이전에는 세균 염색체의 모든 부분은 완전히 발현되는 것으로 생각됐었다. 다른 말로 하면, 박테리아가 염색체 접근성을 조절할 수 없다는 것이었다.

기사에 따르면,

박테리아는 그들의 유전체(genomes) 안으로 결합되는 바이러스에 감염되어, 프로파지(prophages)라고 불리는 유전 인자(genetic elements)가 될 수 있다. 특정 조건하에서, 이러한 프로파지는 박테리아 세포의 죽음으로 이어질 수 있다. 세포의 생존을 위해서는 이러한 부위를 찾아 침묵시키는 것이 중요하다.[1]

이제 박테리아는 간단한 방식으로 유전자 발현을 조절할 수 있다는 것이 발견되었다. 그것은 살아있는 생물에서 어디에나 있는, 흥미롭고 에너지가 풍부한 분자인 폴리인산(polyphosphate or polyP)을 통해서 이다. 그것은 문제가 있는 유전 인자(예: 프로파지)를 포함하는 박테리아 유전체(전체 유전정보)의 특정 단백질을 표적으로 하여, 그들의 전사(transcription, 세균 DNA 가닥을 템플릿으로 사용하여 RNA 분자의 생성 과정)를 보호한다. 그러한 중요한 단계는 해로운 돌연변이와 같은 문제를 일으킬 수 있는 박테리아 염색체의 일부(유전 인자)를 침묵시킨다. 폴리인산이 존재하지 않으면, 유해한 트랜스포존(transposons, DNA 인자)과 프로파지가 동원되어, DNA 손상을 통해 세포가 사망한다.

또한 박테리아는 이질염색질(heterochromatin)이라고 불리는, 단백질이 촘촘하게 함유된 염색질 영역을 갖고 있는데, 이것은 다른 것들 중에서 유전자 발현을 조절하는 DNA의 매우 촘촘한 형태이다. 미생물학자들은 폴리인산이 박테리아에서 이질염색질의 형성에 필수적이라고 제안한다. 이 발견은 중요한데, 그것은 "폴리인산의 부족은 MGE(mobile genetic elements, 이동성 유전 인자)의 억제해제(derepression)로 이어지고, 폴리인산이 독성 MGE의 동원을 방지하여 DNA 손상 조절에 작용할 수 있다는 증거를 최초로 제공하기 때문이다."[2]

선택적 유전자 침묵을 통한 자기보호의 발견은 박테리아가 다시 한번 단순한(하등한) 세포와는 거리가 멀고[3], 전능하신 창조주의 지혜를 나타내고 있음을 보여준다.

References

1. Bacterial genome is regulated by an ancient molecule.’ Phys.org. Posted on phys.org January 6, 2022, accessed January 28, 2022.

2. Beaufay, F. et al. 2021. Polyphosphate drives bacterial heterochromatin formation. Science Advances 7: (52).

3. Sherwin, F. 2001. Just How Simple Are Bacteria? Acts & Facts. 30 (2); Thomas, B. Bacteria Study Shoots Down ‘Simple Cell’ Assumptions. Creation Science Update. Posted on ICR.org January 4, 2010, accessed February 3, 2022.

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

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가장 작은 세포도 예상했던 것보다 훨씬 복잡하다 : 마이코플라즈마는 387개의 단백질이 필수적이었다.

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