DNA 코드에 문법이 들어 있다

미디어위원회

2024-09-03

DNA 코드에 문법이 들어 있다

(DNA Code Has Grammar)

David F. Coppedge

단어들에 문법이 필요하듯, DNA도 문법이 필요하다.

그리고 그 문법은 정교한 문법 규칙을 갖고 있다.

유전체(genome)에서 "공간적 문법(spatial grammar)"의 발견으로 "유전학 교과서는 다시 쓰여져야할 것이다“라고 SciTech Daily(2024. 8. 23) 지의 한 기사는 보도하고 있었다. 그 발견은 "인간 유전체에서 유전자 활동이 어떻게 암호화되어 있는지에 대한 비밀을 풀 수 있을 것”이라는 것이다. 이 흥미로운 소식을 조금 자세히 살펴보자.

과학자들은 유전자 활동을 지배하고 있는 새로운 코드를 발견했다(Washington State Univ, 2024. 8. 20). 이것은 워싱턴대학 수의과대학의 보도 자료이다. 캘리포니아 샌디에고 대학 연구자들의 도움으로, 사스카 듀케(Sascha Duttke) 부교수는 유전자 조절에 관한 새로운 것을 발견했다. 활성인자(activators)와 억제인자(repressors)라고 불리는 단백질들은 수년 동안 알려져 왔지만, 그것들이 얼마나 "위치 의존적(position-dependent)"인지는 알려지지 않았다. 그들의 활동은 "훨씬 더 복잡하다"는 것이 밝혀졌다.

워싱턴 수의과대학 분자생물과학 연구의 많은 부분을 이끌고 있는 사스카 듀케 교수는 "교과서에서 발견할 수 있는 것과 달리, 진정한 활성인자나 억제인자 역할을 하는 전사인자(transcription factors)는 놀라울 정도로 드물다"고 말했다.

오히려, 과학자들은 대부분의 활성인자가 억제인자의 역할을 할 수도 있다는 것을 발견했다...

좀 더 자세히 살펴보던 연구자들은 많은 전사인자들의 기능이 고도로 위치 의존적이라는 것을 발견했다.

문장이 어순에 따라 다른 의미를 가질 수 있는 것처럼, 이 단백질들은 유전체 내 어디에 붙느냐에 따라 유전자 활동을 유발하거나 억제할 수 있었다. 이것이 의미하는 바는 전사인자가 DNA 코드에만 작용하는 것이 아니라, 유전자 코드 위에 있는 또 다른 코드, 즉 언제 어떻게 행동해야 하는지를 알려주는 일련의 문법적 규칙에 따라 작동한다는 것이다.

듀케 교수는 "주어진 전사인자가 활성인자 역할을 하는지, 억제인자 역할을 하는지를 결정하는 것은 간격 또는 주위환경(spacing or ambience)"이라고 말했다. "새로운 언어를 배우는 것과 비슷하게, 유전자 발현 패턴이 유전체에서 어떻게 암호화되어 있는 지를 배우려면, 그 언어와 문법을 모두 이해해야 한다는 것을 보여주고 있다."

그들은 이것을 DNA 안에서 "새롭게 발견된 코드(code, 암호)"라고 부르고 있었다. 이 발견은 엄청난 의미를 갖고 있다고 보도 자료는 보도하고 있었다. "적어도, 이것은 과학자들이 유전자 발현을 연구하는 방식을 바꿀 것이다"라고 말하고 있었다.

인간의 염기서열-특이적 전사인자의 위치 의존적 기능(Duttke et al., Nature, 2024. 7. 17). 이것은 워싱턴 대학의 발견에 대한 Nature 지의 공개된 논문이다. 그들은 이 발견을 하기 위해 다윈의 이론이 필요했을까? 글쎄, 많지 않았다. 그들은 논문에서 아마도 검열관들에게 보여주기 위해 진화를 한 번만 언급했을 뿐이다. 그들의 모호한 문장은 "전사시작부위(transcription start sites, TSS)의 바로 아래쪽에서 기능하도록 진화한, YY1의 결합 장소들"이라고 말하며, 진화가 어떤 목적을 갖고 일어나는 것처럼 말하고 있었다. 다윈의 “만물 우연발생의 법칙”에 기초하고 있는 진화는 어떤 목적을 갖고 일어날 수 없다.

그 문장 외에도, 이 논문은 기능적 정보(functional information)가 전사인자에 어떻게 인코딩되어있는지 여러 번 언급하고 있었다 :

전사 활동의 패턴은 역설적으로 유사한 배열의 염기서열 특이적 전사인자(transcription factor, TF) 결합 부위를 포함하고 있는, 촉진자(promoters) 또는 증강자(enhancers)와 같은 조절 요소들을 통해 유전체에 인코딩된다. 이러한 염기서열 모티프가 종종 중복되는 여러 유전자 발현 프로그램들을 인코딩하는 방법에 대한 지식은 유전자 조절과 비코딩 DNA의 돌연변이가 질병에서 어떻게 나타나는지를 이해하는데 있어서 핵심이다. 여기서 자연적 유전자 변이, 내인성 전사인자 단백질 수준의 변동, 자연 및 합성 조절인자의 광범위한 병렬 분석을 사용하여, 개별 전사시작부위(transcription start sites, TSS)의 관점에서 유전자 조절을 연구함으로써, 우리는 전사 시작에 대한 전사인자 결합 효과가 위치에 의존한다는 것을 보여주고 있다.

위치 의존성에 대한 지식은 유전학자들이 정보가 유전체에서 생물체로 전달되는 방식을 이해하는 데 도움을 줄 수 있다. 지적설계 이론에서 정보는 핵심 단어이다.

보다 광범위하게, 이러한 발견은 유사한 집합의 전사인자 결합 부위가 공간 구성에 따라 어떻게 별개의 유전자 조절 결과를 생성할 수 있는지와 DNA 염기서열 다형성이 전사 변이 및 질병에 기여하고, 유전체의 조절 정보를 해독하는 데, 전사시작부위 데이터에 대한 중요한 역할을 하고 있다는 것을 보여주고 있다.

조절(regulation)이 없다면, 유전체는 단지 철자들의 연속일 뿐이다. 문법은 철자에 의미와 생명을 부여한다. 그리고 유전체 코드에는 단순한 텍스트를 기능적 활동으로 바꾸는, 또 다른 코드, 즉 조절 코드(regulatory code)가 내재되어 있다. 지적설계의 다른 키워드는 코드(암호)와 기능이다. 기능이라는 단어는 논문에 수십 번 등장한다.

이러한 발견은 전사인자의 기능을 해독하기 위한 정확한 전사시작부위(TSS) 위치 정보의 중요성을 강조하고, DNA 염기서열만으로는 유전자 발현 프로그램을 예측하는 것이 왜 그렇게 어려운지에 대한 설명을 제공한다.

이 논문은 인간이 만든 유전자 조절에 대한 지식이나 노하우를 '정보'로 표현하고 있었다. 저자들은 DNA와 단백질 분자의 암호화된 정보를 생성했던 것이 무엇이었다고 생각하고 있을까? DNA 암호 내의 암호가 지시되지 않은 무작위적인 자연적 과정에 의해서 우연히 발생할 수 있었을까?

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창조론자들은 분명 이 논문을 깊이 살펴봐야 할 것이다. 사실 지적설계를 믿고 있는 과학자들은 물질주의 과학자들보다 훨씬 앞서있다. 예를 들어 조나단 웰스(Jonathan Wells) 박사는 세포 내에서 DNA를 넘어 작동하고 있는 여섯 가지 다른 코드들을 조사해왔다.

암호 안에 암호를 써넣어보거나, 다른 암호를 조절하는 암호를 추가해 보라. 그것이 쉬운 일일까? 극도로 어려운 일일 것이다. 최고의 지능을 갖고 있는 인간 유전학자도 그러한 위업을 달성할 수 없다면, 어떻게 생명체가 무기물로부터 우연히 생겨났을 것이라고 주장할 수 있겠는가? 처음부터 이런 암호들이 작동하지 않았다면, 생명체가 살 수 있을 가능성은 없었을 것이다.

*참조 : ▶ DNA의 초고도 복잡성

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▶ DNA와 RNA가 우연히?

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▶ 생명체의 초고도 복잡성

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▶ 단백질과 효소들이 모두 우연히?

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▶ 한 요소도 제거 불가능한 복잡성

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▶ 유전정보가 우연히?

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