유전자 엔트로피(무질서도) 증가가 사실이라는 추가적 증거

미디어위원회

2021-04-28

유전자 엔트로피(무질서도) 증가가 사실이라는 추가적 증거

(More evidence for the reality of genetic entropy—update)

by Robert W. Carter

몇 년 전에 나는 “한 오래된 바이러스의 새로운 조망: 1918년 이후 인간 H1N1 인플루엔자 바이러스의 돌연변이 축적의 패턴”[1]이라는 제목의 논문을 발표했었고, 창조 지(Journal of Creation)에 후속 글을[2] 게재했었다. 그 후에 험담꾼들은 이 분석이 무효라고 주장하고 있다. 특히 그들은 인간 H1N1 인플루엔자 바이러스는 여전히 사람들을 아프게 하고 있어서, 2009년에 '멸종'되었다는 주장은 잘못된 것이라고 주장한다. 이것은 그럴듯한 주장이다. 인간 H1N1 바이러스는 여전히 유행되고 있다면, 전 세계의 역학 연구소들은 왜 놓치고 있는 것일까? 이 논란의 뿌리를 파악하기 위해서, 나는 원래 분석을 다시 실시했고, 지금까지 보고된 모든 H1N1 바이러스 유전체(genomes)들이 포함되도록 확장하여 분석했다.

그림 1. 인플루엔자 연구 데이터베이스(Influenza Research Database)에 보고되어 있는, 1918년 이후 2018년까지 사람(파란 다이아몬드)과 돼지(노란 다이아몬드)를 감염시켰던 모든 H1N1 바이러스에서 발생했던 돌연변이의 수. ①인간 H1N1 계통은 1957년 처음으로 멸종되었다. ②인간 H1N1은 모스크바에서 사고에 의해서 방출된 후 1976년에 다시 나타난다. 이것은 추세 선에 분리를 일으켰고, 돼지와 인간 바이러스를 시각적으로 쉽게 분리할 수 있게 해주었다. 1976년부터 2009년까지 돼지 H1N1 바이러스의 사람 감염이 산발적으로 발생했다. ③돼지 H1N1이 사람에 감염이 보고됐던 2009년 3월에 인간 H1N1은 보고에서 사라진다. 우리는 2012년에 이것을 처음 보고했다. ④6년 후, 인간을 감염시키는 모든 순환하는 H1N1 바이러스들은, 주요 돼지 H1N1 버전의 하위집단으로서, 1918년 균주에서 제거됐던, 동일한 거리에 있는 바이러스로부터 파생되었다.

인간과 돼지를 감염시켰던 모든 H1N1 바이러스가 2018년 10월 18일 자로 인플루엔자 연구 데이터베이스에서 검색되었다.[3] 질관리(quality control) 문제로 인해 일부 시퀀스를 제거해야 했다. 특히 많은 Ns(즉, 누락 데이터)를 가진 시퀀스는 더 분산되는 경향이 있었다. 이것은 질 나쁜 데이터가 존재한다는 것을 나타낸다. 나는 5 Ns 이상의 모든 바이러스 유전체를 추려냈다. 또한, 일부 시퀀스는 불완전하거나, 하나 이상의 유전체 세그먼트가 누락되어있었다.

2009년 돼지 및 인간 버전에 공동 감염된 뉴질랜드의 환자들로부터 명명된 여섯 개의 연속된 시퀀스 그룹이 있었다. 유사한 성격의 다른 연구는 어떠한 유전체재편성(reassortment)도 발견하지 못했지만, 이것은 여러 환자에서 재편성된 바이러스(유전자적으로 재결합된 돼지 및 인간 H1N1)를 발견했다고 주장하는 한 연구에서 나온 것이다.[4] 그들은 또한 재편성된 바이러스가 다른 인간에게 감염되지는 않았다고 주장했다. 바이러스 유전체의 대규모 데이터베이스에서 다른 '교잡(hybrid)' 버전을 볼 수 없었으며, 그들은 바이러스 후손을 남기지 않았기 때문에, 분석에서 제외되었다.

최종 데이터세트에는 100년 동안 샘플링된 10,372개의 완전한 유전체가 포함되었다.

사실, 그림 1에서 보면, 인간의 모든 현대 H1N1 감염은 돼지 버전으로 거슬러 올라가는 것으로 보인다. 그것은 또한 인간 버전이 멸종했다는 것을 암시한다.

나는 8개의 유전체 분절(genomic segments) 각각에 대해 정렬을 만들어, 시작 코돈 앞이나, 최종 정지 코돈 뒤의 시퀀스를 트리밍(trimming)하고, 수동으로 삽입-결실(indels)을 조정했다. 이들은 단일 FASTA 파일 안으로 들어가 연결되었으며, 각 바이러스 유전체당 한 줄씩, 총 13,133개의 뉴클레오티드가 입력되었다. 거리는 1918개 균주와 비교하여 차이 수를 표로 만들어 계산하였다(그림 1). A/Brevig Mission/1/1918 균주는 세그먼트 1–3 및 5–8의 레퍼런스로 사용되었다. A/South Carolina/1/18 균주는 세그먼트 4의 레퍼런스로 사용되었다(자세한 내용은 레퍼런스 1 참조). 간혹 모호한 철자를 포함하는 시퀀스가 있는 일부 장소와 간격은(예 : 시퀀스에서 'S'는 철자가 G 또는 C임을 나타낸다) 차이로서 간주되지 않았다. 레퍼런스 시퀀스에서 모호한 부분은 없었다. 특정 연도 및 특정 지역에서의 과도한 샘플링에 기인하여, 데이터 간에는 동일하고 거의 동일한 시퀀스들이 많았다. 모든 시퀀스들은 쌍으로 비교됐다. 만약 어떤 쌍이 10개 이하의 뉴클레오타이드가 다를 경우, 각 쌍의 두 번째 멤버(균주 이름의 알파벳 순으로)는 제거되었다. 이것은 11개 돌연변이의 최소 거리를 가진 6,360개의 시퀀스의 하위 집합을 만들었다. 이웃-연결 계통발생나무는 MEGA(버전 7)에 있는 이 하위부분의 FASTA 파일에서 생성되었고[5], 1918년 균주에 뿌리를 두고 있다(그림 2).

그림 2. 인간과 돼지 H1N1 인플루엔자(human and swine H1N1 influenza)의 계통발생. 나무는 1918년 균주에 뿌리를 두고 있다. '인간' 브랜치(human branch)는 시계 방향으로 점선의 오른쪽에 있다. '돼지' 브랜치는 시계 반대방향으로 왼쪽에 있다. 돼지 버전(*표)에 의한 인간 감염이 몇 년 동안 산발적인 보고되었지만, 2009-2010년 '돼지 플루(swine flu)' 대유행 이후에 이 버전은 인간에게 보편화되었다. 현재 인간을 감염시키는 모든 H1N1 바이러스는 2009-2010년 유행한 바이러스 변종에서 파생되었다. 2009년에 발발한 원래 바이러스 유전체와의 유전체 거리가 어떻게 시간이 지남에 따라 2018년 바이러스 유전체로 이어지는 긴 팔로 증가되었는지를 알아보기 위해서, 얇은 회색 원이 추가되었다.

결과

이전과 같이, H1N1 바이러스의 '인간'과 '돼지' 버전 사이에 분명한 중단(break)이 있는 것을 볼 수 있다(그림 1). 이것은 약 1952년에 샘플링되어 동결된 후, 1976년에 사고로 재누출 됨으로 인해서 원인되었다.[6] 사람에서 가끔 '돼지' H1N1 감염을 볼 수 있고, 2009-2010년 신종플루 대유행 이후 큰 폭발을 일으켰다. 사실 그림 1에서 보면, 인간의 모든 현대 H1N1 감염은 돼지 버전으로 거슬러 올라가는 것으로 보인다. 그것은 또한 인간 버전이 멸종했다는 것을 암시한다.

이것은 그림 2에서 확인되는데, 여기에서는 2009년 초 이후 인간에게 보고된 모든 H1N1이 돼지 버전으로 거슬러 올라가는 것을 볼 수 있다. 실제로, 인간 버전은 거의 10년 동안 거의 보고되지 않은 후에, 분명히 멸종되었다.

토의

유전자 엔트로피는 탄탄한 이론적 연구, 강력한 수치 시뮬레이션, 실제 사례 등에 의해서 뒷받침된다. H1N1 바이러스는 유전자 엔트로피의 영향을 받고 있었으며, 우리는 주요 균주들이 시간이 지남에 따라 약해지거나, 완전히 사라진 것을 보고 있다. 이것은 수십 년 동안 자연선택이 유전체에서 증가했던 수천 개의 오류들을 제거하는데 실패했기 때문이다.[1, 2] 또한, 새로운 바이러스 라인이 갑자기 나타났고, 때로는 비슷한 동시대의 균주보다 훨씬 더 많은 돌연변이를 일으키기도 했다. 이러한 것들은 여기에서 제시된 데이터에서 확인할 수 있다. 이것은 카터(Carter, et al.) 등의 '변이유발 균주' 가설의 한 예가 될 수 있다.[7] 혹은 돌연변이 급증은 H1N1 바이러스의 장기적 역사의 일부일 수도 있지만, 이것은 유전자 엔트로피를 더 쉽게 만들 것이다.

H1N1 바이러스에는 무엇이 저장되어 있는가? 시간이 지남에 따라, 자연선택이 제거할 수 있는 것보다 더 빠르게, 돌연변이는 바이러스에서 계속 일어나 축적된다. 그것은 점점 더 쇠약해지고, 야생 균주의 신선한 유전자들의 주입이 없다면, 결국 종말을 맞이하게 될 것이다. 오직 미래가 말해줄 것이다.

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References and notes

1. Carter, R.W. and Sanford J.C., A new look at an old virus: patterns of mutation accumulation in the human H1N1 influenza virus since 1918, Theor. Biol. Med. Model 9:42, 2012; tbiomed.com/content/9/1/42.

2. Carter, R.W., More evidence for the reality of genetic entropy, J. Creation 28(1):16–17, 2014.

3. Influenza Research Database, fludb.org.

4. Sonnberg, S., et al., Pandemic seasonal H1N1 reassortants recovered from patient material display a phenotype similar to that of the seasonal parent, J. Virology 90(17):7647–7656, 2016.

5. Tamura, K., Stecher, G., Peterson, D., Filipski, A., and Kumar, S., MEGA6: Molecular evolutionary genetics analysis version 6.0, Molecular Biology and Evolution 30:2725–2729, 2013.

6. Nakajima, K., Desselberger, U., and Palese, P., Recent human influenza A (H1N1) viruses are closely related genetically to strains isolated in 1950, Nature 274:334–339, 1978. See also reference 1.

7. Carter, R.W., Lee, S., and Sanford, J.C., Overview of the independent histories of the human Y-chromosome and the human mitochondrial chromosome; in: Whitmore, J.H. (Ed.), Proceedings of the Eighth International Conference on Creationism, Creation Science Fellowship, Pittsburgh, PA, pp. 200–216, 2018.

*참조 : 유전자 무질서도가 증가하고 있다는 실제적 증거들 : 인플루엔자 바이러스에서 돌연변이 축적의 결과

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