다윈주의적 진화를 유도하는 돌연변이 경로는 거의 없다.
(Few Mutational Pathways Lead to Darwinian Evolution)
David F. Coppedge
돌연변이(mutations)는 신다윈주의적 진화론(neo-Darwinian evolution)에서 기대했던 것만큼 진화에 도움이 되지 않을지도 모른다고, 하버드 대학 연구원들이 말하였다. 세균이 한 항생제에 저항성을 획득하기 위해서는 5 번의 돌연변이들이 일어나야한다고 말해진다. 그리고 이들 돌연변이들이 얻어지는 데에는 120 개의 경로가 있다. 그들은 단지 10여개 정도의 경로들만이 자연선택(natural selection)에 의해서 선택될 수 있었음을 발견했다. 자연선택은 각 단계에서 더 나은 적합성을 수여해야만 했기 때문에, 대부분의 경로들은 죽음으로 유도되는 막다른 곳이었던 것이다.
비록 연구팀은 단지 하나의 특별한 종류의 저항성을 연구했지만, ”이 발견은 아마도 대부분의 단백질 진화에 적용될 수 있다”고 그들은 말했다. ”비록 많은 돌연변이 경로들이 호의적인 변이를 유도한다 할지라도, 단지 매우 적은 경우만이 지속적으로 개선된 적합성을 초래하여, 자연선택 과정에 의해서 선택될 것처럼 보인다.”
또한 Science Daily(2006. 4. 11), EurekAlert(2006. 4. 11) 을 보라. 원본 논문은 2006. 4. 7일자 사이언스(Science) 지에 게재되었고[1], 요약하면 아래와 같다..
특별한 베타 락탐아제 대립형질 유전자(beta-lactamase allele)의 5 군데의 점돌연변이(point mutations)들은 임상적으로 중요한 항생제들에 대한 세균 저항성을 10만배 정도 증가시킨다. 원칙적으로, 이 고저항성 베타 락탐아제로의 진화는 이들 대립형질 유전자들에 연결되어있는 120개의 돌연변이적 궤적(mutational trajectories)들의 어떠한 것에 의해서 뒤따라질지 모른다. 그러나 102 개의 궤적들은 다윈주의적 선택에 접근할 수 없었으며, 남은 궤적들 중의 대다수도 실현 가능성이 없다는 것이 입증되었다. 왜냐하면, 이들 5개의 돌연변이 중의 4개는 일부 조합에서 항생제에 대한 저항성을 증가시키는 데에 실패했다. 그것은 베타 락탐아제 내의 침투성 생물물리학적 다형질발현(pervasive biophysical pleiotropy, 즉 하나의 변형이 연쇄적인 결과를 초래하는)이 책임이 있는 것처럼 보인다. 그리고 그러한 다형질발현은 과오돌연변이(missense mutations)의 일반적인 성질인 것처럼 보이기 때문에, 많은 단백질 진화는 이와 비슷하게 강요될 것으로 결론지어진다. 이것이 의미하는 것은 생명체의 단백질 테이프는 대규모로 복제가 가능할지 모르고, 심지어 예측할 수 있을 지도 모른다는 것이다.
이것이 의미한다는 것에 대한 마지막 문장은 순전히 하나의 추정(speculation)이다. 그들은 논문의 마지막 문장에서 약간 더 상세히 설명하고 있다. ”이제 분자내의 상호작용(intramolecular interactions)들은 많은 돌연변이 궤적들이 선택적으로 접근하기 어렵게 하는 것으로 나타났다. 이것은 생명체에 있는 단백질 테이프들의 재생은 놀랄 만큼 반복적일 수 있음을 암시한다. 분자내의 상호작용들이 생물 조직체와 같은 더 큰 스케일에서 이와 유사하게 다윈주의적 진화를 제한하는지 여부는 조사가 남아있다.” 더 큰 스케일에서는 더 많은 단계들과 더 많은 무작위성을 요구하기 때문에, 같은 원리로 그것이 일어날 가능성은 더욱 없어 보인다.
[1] Weinreich et al., Darwinian Evolution Can Follow Only Very Few Mutational Paths to Fitter Proteins, Science, 7 April 2006: Vol. 312. no. 5770, pp. 111-114, DOI: 10.1126/science.1123539.
어쨌든 그것은 작동되지 않을 것이다. 따라서 그것은 점점 더 어렵게 되어가고 있다. 그들은 새로운 유전정보(new genetic information) 또는 기능이 어떻게 증가되게 되었는지에 대해서 말하고 있지 않다. 오히려 각 단계의 장애가 전 유기체의 죽음을 초래하지 않으면서 어떻게 기능을 잃어버리게(항생제에 대한 감수성이 떨어지게) 되었는지에 대해서 이야기하고 있다. 만약 그들이 제시한 것처럼 이 원리가 생물 조직체와 같은 커다란 스케일에서 적용된다면, 신다윈주의라는 사기는 더 이상 발붙일 곳이 없어진다. 소(cow)와 같은 동물이 고래(whale)로 진화되었다는 것과 같은 이야기는 위와 같은 사실에 반대되기 때문이다. 이것은 ”생명체의 단백질 테이프”가 만들어지는 것을 예측할 수 있도록 하는가? 누구의 팅커벨(Tinker Bell, 피터팬에 등장하는 요정) 이야기에서?
번역 - 미디어위원회
주소 - https://crev.info/2006/04/few_mutational_pathways_lead_to_darwinian_evolution/
출처 - CEH, 2006. 4. 12.
다윈주의적 진화를 유도하는 돌연변이 경로는 거의 없다.
(Few Mutational Pathways Lead to Darwinian Evolution)
David F. Coppedge
돌연변이(mutations)는 신다윈주의적 진화론(neo-Darwinian evolution)에서 기대했던 것만큼 진화에 도움이 되지 않을지도 모른다고, 하버드 대학 연구원들이 말하였다. 세균이 한 항생제에 저항성을 획득하기 위해서는 5 번의 돌연변이들이 일어나야한다고 말해진다. 그리고 이들 돌연변이들이 얻어지는 데에는 120 개의 경로가 있다. 그들은 단지 10여개 정도의 경로들만이 자연선택(natural selection)에 의해서 선택될 수 있었음을 발견했다. 자연선택은 각 단계에서 더 나은 적합성을 수여해야만 했기 때문에, 대부분의 경로들은 죽음으로 유도되는 막다른 곳이었던 것이다.
비록 연구팀은 단지 하나의 특별한 종류의 저항성을 연구했지만, ”이 발견은 아마도 대부분의 단백질 진화에 적용될 수 있다”고 그들은 말했다. ”비록 많은 돌연변이 경로들이 호의적인 변이를 유도한다 할지라도, 단지 매우 적은 경우만이 지속적으로 개선된 적합성을 초래하여, 자연선택 과정에 의해서 선택될 것처럼 보인다.”
또한 Science Daily(2006. 4. 11), EurekAlert(2006. 4. 11) 을 보라. 원본 논문은 2006. 4. 7일자 사이언스(Science) 지에 게재되었고[1], 요약하면 아래와 같다..
이것이 의미한다는 것에 대한 마지막 문장은 순전히 하나의 추정(speculation)이다. 그들은 논문의 마지막 문장에서 약간 더 상세히 설명하고 있다. ”이제 분자내의 상호작용(intramolecular interactions)들은 많은 돌연변이 궤적들이 선택적으로 접근하기 어렵게 하는 것으로 나타났다. 이것은 생명체에 있는 단백질 테이프들의 재생은 놀랄 만큼 반복적일 수 있음을 암시한다. 분자내의 상호작용들이 생물 조직체와 같은 더 큰 스케일에서 이와 유사하게 다윈주의적 진화를 제한하는지 여부는 조사가 남아있다.” 더 큰 스케일에서는 더 많은 단계들과 더 많은 무작위성을 요구하기 때문에, 같은 원리로 그것이 일어날 가능성은 더욱 없어 보인다.
[1] Weinreich et al., Darwinian Evolution Can Follow Only Very Few Mutational Paths to Fitter Proteins, Science, 7 April 2006: Vol. 312. no. 5770, pp. 111-114, DOI: 10.1126/science.1123539.
어쨌든 그것은 작동되지 않을 것이다. 따라서 그것은 점점 더 어렵게 되어가고 있다. 그들은 새로운 유전정보(new genetic information) 또는 기능이 어떻게 증가되게 되었는지에 대해서 말하고 있지 않다. 오히려 각 단계의 장애가 전 유기체의 죽음을 초래하지 않으면서 어떻게 기능을 잃어버리게(항생제에 대한 감수성이 떨어지게) 되었는지에 대해서 이야기하고 있다. 만약 그들이 제시한 것처럼 이 원리가 생물 조직체와 같은 커다란 스케일에서 적용된다면, 신다윈주의라는 사기는 더 이상 발붙일 곳이 없어진다. 소(cow)와 같은 동물이 고래(whale)로 진화되었다는 것과 같은 이야기는 위와 같은 사실에 반대되기 때문이다. 이것은 ”생명체의 단백질 테이프”가 만들어지는 것을 예측할 수 있도록 하는가? 누구의 팅커벨(Tinker Bell, 피터팬에 등장하는 요정) 이야기에서?
번역 - 미디어위원회
주소 - https://crev.info/2006/04/few_mutational_pathways_lead_to_darwinian_evolution/
출처 - CEH, 2006. 4. 12.