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영국 과학자들이 지구 최초의 생명체가 태어나는 핵심 과정을 RNA에서 찾아내 "DNA보다 RNA가 먼저"라는 가설을 입증했다고 발표했다.
존 서덜랜드 교수를 비롯한 맨체스터 대학 연구진은 지난 20년간 생명체 기원을 연구해온 학자들의 풀리지 않는 의문, 즉 RNA를 구성하는 뉴클레오티드가 원시 지구 환경에서 어떻게 자발적으로 결합했는 지를 마침내 밝혀냈다고 네이처지 최신호에서 주장했다.
오늘날 살아있는 유기체의 유전자 정보는 DNA(디옥시리보핵산), 다시 말해 당과 인산염과 염기의 이중나선 구조 분자 속에 들어 있다.
그러나 DNA는 갑자기 등장하기엔 너무 복잡한 구조를 갖고 있어 학자들은 외가닥으로 돼 있는 리보핵산, 즉 RNA가 먼저 등장했을 것이라는 가설을 제기해 왔다.
단백질을 만드는 핵심 역할을 하며 바이러스의 경우 유전자 정보를 저장하는 데 사용되는 RNA는 화학적으로는 DNA와 비슷하지만 보다 단순하고 견고한 구조로 돼 있어 지구 최초로 정보를 저장한 핵산일 가능성이 큰 것으로 생각돼 오긴 했다.
지금까지 학자들은 당과 인산염, 염기 등 세 가지 구성 요소가 각기 별도로 형성됐다가 나중에 합쳐져 분자를 형성했을 것으로 추정했지만 이 과정을 이해할 수 없는 것이 `RNA 먼저' 가설의 문제였다.
이런 가설에 대해 비판론자들은 RNA가 DNA와 비슷하긴 해도 여전히 복잡한 분자이며 자발적으로 합쳐졌을 가능성은 없다고 주장했으며 실제로 어떻게 이 세 가지 요소가 합치게 됐는지 설명해 줄 어떤 연쇄 화학반응의 증거도 나타나지 않아 이들의 입장을 뒷받침해 왔다.
이번 연구는 그러나 이 과정에 대해 지금까지와는 다른 설명을 제시하고 있다.
연구진은 초기 지구에 존재했던 최초의 물질들과 `RNA 먼저' 가설의 표준 시나리오로 사용돼 온 주변 환경을 사용하는 실험 모델을 만들었다.
이들의 가설은 시안과 암모니아의 화합물인 시안아미드에 반응하는 글리콜알데히드라 불리는 단당류와 인산염이 2-아미노옥사졸이라는 중간화합물을 형성할 것이라는 데서 출발했다.
실험에 따르면 온화한 햇빛과 밤의 서늘한 온도는 2-아미노옥사졸을 순화시켜 새로운 리보뉴클레오티드의 당과 염기 형성에 기여하는 다량의 전구체들로 전환시킨다.
여기에 인산염과 태양의 자외선이 합쳐져 합성이 완성된다는 것이다.
연구진은 이 실험이 지금까지 다른 연구에서 사용됐던 물질들을 사용했지만 종전 연구와는 다른 순서, 다른 조합으로 반응시켰을 뿐이라고 설명했다.
이 실험에서 인산염은 구성 요소로서 뿐 아니라 산성도를 조절하는 촉매로서도 결정적인 역할을 하는 것으로 나타났다는 것이다.
서덜랜드 박사의 연구가 옳은 것으로 입증되면 생명의 기원을 재구성하는데 걸림돌이 됐던 여러 의문들이 풀릴 수 있을 것으로 보인다. |
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