지구상의 생명은 약 38억 년 전에 탄생했다고 추정하며 원시의 지구에서 어떻게 생명이 탄생했는지는 오래전부터 과학의 연구테마였습니다. 체코의 프라하 카렐 대학과 미국의 존스 홉킨스 대학 등의 연구팀이 생명을 형성하는 단백질이 원시 지구에서 어떻게 합성되었는지를 조사한 연구로 단백질의 구성요소인 약 20종류의 아미노산이 왜 선택되었는지, 아미노산의 조합이 생명에 어떤 영향을 미쳤는지에 대한 수수께끼의 일부를 밝혀냈습니다.
Ancient proteins offer new clues about origin | EurekAlert!
https://www.eurekalert.org/news-releases/980966
Evolution Could Predate Life Itself, Protein Discovery Suggests : ScienceAlert
https://www.sciencealert.com/evolution-could-predate-life-itself-protein-discovery-suggests
Evolution Could Predate Life Itself, Protein Discovery Suggests
Scientists have carefully simulated conditions on Earth in the earliest part of its history, some 4.6 billion years ago, hoping to unlock a greater understanding of how amino acids brought the first ingredients for life into being.
www.sciencealert.com
Did evolution occur before life even existed? New study sheds light on how amino acids "evolved" | Salon.com
https://www.salon.com/2023/03/01/first-life-on-earth-amino-acid-study/
Did evolution occur before life even existed? New study sheds light on how amino acids "evolved"
New research shows how a soup of amino acids could have been winnowed down to the few that ended up being part of all future cells
www.salon.com
전체 아미노산 중 단백질의 구성요소가 되는 것은 22종이며 진핵생물은 그 중 21종, 인간을 포함한 많은 동물은 20종의 아미노산으로 구성되어 있습니다. 아미노산을 '문자'로 비유하면 단백질은 문자를 재정렬할 수 있는 '단어'이며 생명은 단어를 조합하여 구성된 '문장'이라고 표현할 수 있습니다.
지구상의 모든 생물은 인간에서 박테리아, 고세균에 이르기까지 공통되는 약 20개의 아미노산의 조합으로 구성되어 있습니다. 이 아미노산은 원시 지구의 대기나 운석의 파편으로부터 선택된 10종의 초기 아미노산과 그 후에 추가된 10종의 후기 아미노산으로 구성되어 있다고 생각되는데, 천연에 존재하는 500종류 이상의 아미노산으로부터 왜 약 20종의 아미노산만이 선택되었는지는 불분명합니다.
그래서 존스 홉킨스 대학의 생물물리학자인 스티븐 프리드 씨 연구팀은 생명 탄생 전 지구에서 풍부했던 다양한 아미노산의 조합을 실험실 내에서 재현하여 원시 단백질 합성을 모방하는 실험을 했습니다.
실험 결과, 고대의 유기화합물은 단백질의 폴딩에 최적인 아미노산을 선택하여 통합한 것으로 나타났습니다. 단백질의 모양과 접힘은 다른 분자와 주변 환경과 상호작용하는 방법을 결정하기 때문에 단백질 기능에 매우 중요합니다. 연구팀은 특히 나중에 추가된 10가지의 후기 아미노산이 단백질의 기능을 수행하는 데 있어서 우수하여서 구성요소로 선택되었다고 보았습니다.
과학계 미디어 Science Alert는 “즉, 단백질 합성단계에서 진화나 자연도태가 진행되었고 가장 흔한 아미노산이 아닌 가장 적합한 아미노산이 선택되었다”고 설명했습니다.
프리드 씨는 “다윈 진화를 위해서는 DNA나 RNA 등의 유전분자를 단백질로 바꾸는 세련된 방법이 필요합니다. 하지만 DNA를 복제하는데 단백질이 필요해 '닭이 먼저냐, 알이 먼저냐'라는 문제에 봉착합니다. 우리의 연구는 다윈 진화 이전에 자연이 유용한 성질을 가진 구성요소를 선택할 수 있음을 밝혀냈습니다. 폴딩은 지구상에 생명이 존재하기 전부터 생명의 진화를 가능하게 하고 있었습니다. 생물학이 생기기 전부터 진화가 가능했던 것처럼 DNA가 생기기 전부터 생명에 유용한 화학물질의 자연도태가 가능했습니다"라고 설명했습니다.
이번 연구는 지구상의 생명의 기원뿐만 아니라 다른 행성에 존재하는 생물의 가능성에 대해서도 시사하는 것으로 프리드 씨는 “우주는 아미노산을 좋아하는 것 같다. 혹시 다른 행성에서 생명을 발견하더라도 지구상의 생물과 그다지 차이가 없을지도 모른다”고 보았습니다.
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