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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

세균의 단백질은 양자역학을 사용한다.

미디어위원회
2021-04-20

세균의 단백질은 양자역학을 사용한다. 

(Bacterial Proteins Use Quantum Mechanics)

by Brian Thomas, PH.D. 


      연구자들은 한 단백질에서 일종의 밝기조절 스위치(a dimmer switch)를 발견했다. 그 스위치는 광합성(photosynthesis)을 하는 동안 양자역학의 장점을 사용하기 위해서 단백질의 구성을 조정한다. 이 스위치가 인간이 만든 기계와 유사하다는 사실은 이 광수집기(light collector)의 기원에 대한 의구심을 남겨 놓는다.

시카고 대학의 과학자들은 밝기조절 스위치와 연결된 우아한 센서를 발견했다. 시카고 대학 뉴스에 따르면, 이 단백질의 두 주요한 화학 부위가 함께 "방아쇠(a trigger)" 역할을 한다는 것이다.[1]

그레고리 엥겔(Gregory Engel)은 시카고 대학의 화학자로서, PNAS 지에 발표된 논문의 수석 저자이다.[2] 그의 연구팀은 방아쇠가 산소를 감지할 때를 기술하고 있었다. 너무 많은 산소는 박테리아가 그것을 재구축하는 것보다 빠르게 광 수집 기계를 손상시킬 것이다. 방아쇠는 일종의 안전장치(failsafe)로서 역할을 한다. 산소 레벨이 높으면 방아쇠가 작동되고, 이것은 양자역학을 사용하여, 가장 민감한 에너지 전달 장비로부터 광 에너지를 멀어지도록 유도한다.

오늘날의 방아쇠들은 우연히 생겨나는 것이 아니라, 의도적으로 만들어진 것이다. 이 박테리아는 단백질 내부에 의도적인 장치를 어떻게 얻을 수 있었는가?

엥겔은 대학 뉴스에서 이렇게 말했다. "이러한 결과는 단지 분자로부터 우연히 만들어진 결과였을까요? 아니면 목적이 있었을까요? 생물학이 양자 효과(quantum effects)를 적극적으로 이용하는 것을 보는 것은 이번이 처음이다."[1] 연구팀은 많은 말을 하면서, 공학자들이 특별한 목적을 의도할 때만 발생하는 장치들, 즉 센서와 발기조절 스위치를 발견했다는 것이다. 그래서 우리는 하나님이 의도적으로 광합성 세균을 만드실 때에, 양자 효과를 활발하게 이용할 수 있도록 만드신 것을 보고 있는 것이다.

시카고 대학 뉴스는 말했다 : "이 박테리아들은 살아가기 위해 빛이 필요하지만, 적은 양의 산소라도 그들의 섬세한 광합성 장비를 손상시킬 수 있다. 그래서 박테리아들은 산소를 감지했을 때, 피해를 최소화할 수 있는 방법을 개발해야만 했다.“ 하지만 박테리아가 이 장비를 유지하는 방법을 개발하기 기다렸다면, 그들은 죽었을 것이다! 박테리아는 부품들은 하나씩 하나씩 천천히 만들어내는 대신에, 인간 공학자가 설계하는 것과 같이, 시스템 패키지 내에 모든 필수 부품들을 한꺼번에 장착시켰어야 했다. 이 박테리아는 상향식(bottom-up)이 아닌, 하향식(top-down)으로 만들어진 것으로 보인다.[3]

인간 공학자들이 어떤 기계를 만들 때, 부품들은 의도적으로 특수 제작되며, 부품들이 모두 동시에 있어서 정확한 위치에 배치되지 않는다면 작동되지 않는다(all-or-nothing, 전부-아니면-무 시스템이다). 이것은 이 박테리아에서도 유사했다. 연구자들은 이것을 설명할 수 없었다. 그저 이 박테리아 내부에서 멋지게 작동되고 있는, 초미세한 크기의, 고도로 복잡한 양자역학 방식을 사용하며, 빛을 수확하고 있는 나노기술들을 보면서 놀라고 있을 뿐이었다.      

이것을 설계하신 분은 누구일까? 그 분을 어떻게 만날 수 있는가?

PNAS 지의 저자들은 보고서의 마지막 문장에서, "여기에서 보여준 산화-환원 의존 진동 전자 결합(redox-dependent vibronic coupling)은 광합성 유기체가 흥분 상태의 에너지 전달 동력학을 제어하기 위해서, 전자상태와 진동상태 사이의 양자 혼합을 이용할 수 있는 진화적 메커니즘을 발전시켰음을 보여주고 있다"라고 하면서, 자연적 진화 과정에 그 원인을 돌리고 있었다.[2] 진화적 메커니즘? 그것은 무슨 뜻인가?

무작위적 진화 과정이 어떤 정교한 메커니즘을 발생시키는 것을 관측한 사람은 아무도 없다. 인간이 만든 것보다 더 뛰어난 구조나 장치가 무작위적인 과정으로 우연히 생겨날 수 있을까? 이러한 정교한 생물학적 메커니즘 뒤에 계시는 분이 있다. 그 분은 어떤 사람보다도 많은 지식을 갖고 계시며, 무작위적인 자연적 과정보다 훨씬 더 지혜로우시다. 


References

1. Evans, S. Bacteria know how to exploit quantum mechanics, UChicago study finds. UChigago News. posted on news.uchicago.edu March 9, 2021, accessed March 15, 2021.

2. Higgins, J.S. et al. 2021. Photosynthesis tunes quantum-mechanical mixing of electronic and vibrational states to steer exciton energy transfer. Proceedings of the National Academy of Sciences. 18(11): e2018240118.

3. Coppedge, D. 2009. Bottom-Up Science. Acts & Facts. 38 (11): 18.

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


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출처 : ICR, 2021. 4. 8.

주소 : https://www.icr.org/article/Bacterial-Proteins-Use-Quantum-Mechanics/

번역 : 미디어위원회








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