생명이 언제 · 어디서 · 어떻게 탄생했는지에 대한 물음은 예로부터 이루어져 왔지만 아직까지 결론이 나지 않고 있습니다. 이 수수께끼를 규명하기 위해 폴란드 과학아카데미의 연구팀이 '물과 질소 등의 기본적인 분자에서 어떻게 생명과 같은 복잡한 분자가 태어나는 것인가'를 알고리즘을 통해 풀려고 시도하고 있습니다.
Synthetic connectivity, emergence, and self-regeneration in the network of prebiotic chemistry | Science
https://science.sciencemag.org/content/369/6511/eaaw1955
Synthetic connectivity, emergence, and self-regeneration in the network of prebiotic chemistry
Chemists seeking to understand the origins of life have published a wide range of reactions that may have yielded the building blocks of proteins, nucleic acids, and lipids from simple precursors. Wołos et al. scoured the literature to document each such
science.sciencemag.org
Algorithm discovers how six simple molecules could evolve into life 's building blocks | Research | Chemistry World
https://www.chemistryworld.com/news/algorithm-discovers-how-six-simple-molecules-could-evolve-into-lifes-building-blocks/4012505.article
Algorithm discovers how six simple molecules could evolve into life’s building blocks
Program shows how micelles, catalysts and self-replicating chemical systems emerge from abiotic precursors
www.chemistryworld.com
초기 지구의 조건에서 다양한 유기 반응이 일어날 수 있다는 것은 입증되었지만, 생명의 기원에 대해서는 거의 밝혀져 있지 않습니다. 그 이유로는, 초기 지구에서 탄생할 수 있는 분자는 매우 많아 특정이 어려운 것이 주된 원인이라고 합니다.
그런 생명의 기원을 규명하기 위해, 폴란드 과학아카데미 연구팀은 '기본적인 분자들이 결합된 경우에 탄생하는 분자'를 시뮬레이션하는 연구를 실시했습니다. 초기의 기본적인 분자로는, 초기 지구에서 흔히 있었다고 생각되는 물 · 시안화수소 · 암모니아 · 황화수소 · 질소 · 메탄 6종류. 연구의 목적은 이 6종류의 분자가 풍부하게 존재하는 환경에서 탄생할 수 있고 '생명의 기원으로 이어질 분자'를 파악하는 것입니다.
물과 질소 등의 기본 분자뿐만 아니라 탄생한 분자끼리 반응할 수 있다는 조건에서 시뮬레이션을 7세대까지 거듭한 경우 탄생할 수 있는 분자는 대략 3만 5000종류. 그중 생명의 기원에 관련된 분자는 50종류였다고 합니다. 아래의 이미지는 6종류의 기본 분자에서 탄생할 수 있는 분자를 세대별로 나타낸 이미지의 일부로, 빨간색이 생명의 기원에 관련된 분자입니다. 이미지에는 생명의 기원에 중요한 구연산(왼쪽 구조식)과 요산(오른쪽 구조식)에 이르기까지의 반응 경로가 표시되어 있습니다.
이번 연구를 통해 초기 지구에 풍부하게 존재하는 6종류의 분자로부터 생명의 기원으로 이어질 분자도 탄생할 수 있었지만, 대부분은 생명의 기원에 연결되지 않는 분자가 생긴다는 것을 나타내고 있습니다. 생명의 기원에 연결되는 분자와 연결되지 않는 분자의 차이에 대해 연구팀은 "생명의 기원에 연결되는 분자는 물에 녹기 쉽고, 열역학적으로 안정되어 있다는 특징을 갖는다"고 지적합니다. 생명이 물속에서 탄생했다는 그동안의 통설과 일치한다고 설명합니다.
연구팀은 "이번 시뮬레이션을 통해 생명의 기원으로 이어질 분자를 만들어내는 반응 경로를 새롭게 20개 발견했다"고 말합니다. 분자를 합성하는 시뮬레이션 등 인간에게 생소한 분야는 컴퓨터 프로그램이 활약한다고 덧붙입니다.
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