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유전자 네트워크는 돌연변이에 견딜 수 없다.
(Gene Networks Are Intolerant of Mutation)
Jeffrey Tomkins

   물고기는 유전자에 돌연변이들이 일어나 사람으로 진화했다고 추정한다. 하지만 최근의 한 보고에 의하면, 돌연변이는 재앙적인 결과를 나타냄을 보여주고 있었다.[1] 각각의 유전자들도 중요하지만, 그들이 억제되었을 때, 전체 유전자 네트워크가 붕괴되었고, 그 결과 생물체는 심각한 성장 및 발달 문제가 야기되고 있었다.

유전자(gene)와 유전체(genome) 기능을 연구하는데 사용되는 주요 모델생물 중 하나는 선충류(nematode)라 불리는 작은 토양 벌레이다. 선충류는 지구상에서 가장 풍부한 동물 종류로, 여러 다른 환경들에서 살고 있다. 선충류는 또한 실험실에서 유전자 연구 시 사용되는 우수한 실험동물이다. 왜냐하면 그들은 쉽게 증가하고, 작은 유전체 크기를 가지며, 그들의 생물학은 잘 알려져 있기 때문이다.

과거에 과학자들은 선충류의 유전체에서 순차적으로 각 유전자를 억제하기 위한 다양한 기술들을 사용했었다.[2, 3] 그들의 목표는 선충의 생존에 필수적인 유전자들은 어떤 유전자인지를 확인하는 것이었다. 그러나 이들 초기 연구에서, 연구자들은 단지 각 선충류에서 관측되는 변화만을 살펴봄으로써 유전자 돌연변이의 영향만을 분석했다. 또한 그들은 단지 한 세대에 발생한 돌연변이 영향만을 평가했다. 따라서 미미한 영향을 보이는 작동 불능 유전자들의 결과들은 탐지되지 못했었다. 

최근의 이 연구에서, 과학자들은 여덟 세대 이상에 걸쳐서 선충류의 전반적인 적응에 관여하는 유전자들을 순차적으로 방해하는 550개의 영향들을 관측했다. 한 생물 집단을 돌연변이가 일어나지 않은 대조 집단과 비교했을 때, 적합도(fitness)는 시간이 지나며 성장하고 번식할 수 있는 능력이다. 또한 적합도는 다양한 스트레스가 적용된 다른 환경들에서 시험될 수 있다.

대부분의 경우에서, 단일 유전자 장애는 선충류 개체군의 적합도를 감소시켰다. 이것은 세대가 흐르면서 그 영향이 증가되고 있었다. 이론적으로, 이것은 결국 멸종으로 이어진다.

그 결과, 연구자들은 시험된 대부분의 각 유전자들은 선충류의 생존에 필수적이라고 결론을 내렸다. 왜냐하면, 돌연변이가 일어난 선충의 적합도는 세대가 흘러가면서 떨어지기 때문이었다. 또한 연구자들은 심지어 단 하나의 돌연변이도 전체 유전자 네트워크에 부정적인 영향을 미친다고 결론 내렸다.

연구자들은 썼다 :

이전의 평가와는 대조적으로, 우리는 여러 세대에 걸친 생물군 시험에서, 유전자들의 대부분은 적합도에 영향을 미쳤다. 그리고 이것은 유전자 네트워크가 돌연변이에 취약하다는 것을 가리키는 것이다. 우리의 결과는 단일 환경 조건에서 대부분의 동물 유전자들은 필수적 역할을 하고 있음을 입증하는 것이다.[1]

생물 진화론에 의하면, 유전체의 돌연변이는 유전자 염기서열의 가설적 변경을 일으킬 수 있다. 그리고 유전자들 모두가 생물체에 필수적이지는 않다는 개념을 가지고 있다. 다른 말로 해서, 세포 시스템 내에 DNA가 무작위적으로 변화할 수 있는 여지가 있을 것이라고 생각하고 있다. 그래서 가끔씩 어떤 새로운 유용한 유전자 염기서열이 진화적 과정으로 우연히 생겨날 수도 있었을 것이라고 생각한다. 그러나 이 새로운 연구는 선충의 세포계가 역동적이고 환경에 반응한다 할지라도, 내재되어 있는 미세하게 조율된 DNA 기반의 정보 시스템은 생존 능력의 감소 없이 돌연변이가 일어날 수 없다는 것이다.

따라서 선충류의 유전자 네트워크는 진화론을 거부하며, 공학적으로 세밀하게 만들어진 시스템이라는 것을 보여주고 있었다.


References

1.Ramani, A. K. et al. 2012. The Majority of Animal Genes Are Required for Wild-Type Fitness. Cell. 148 (4): 792-802.
2.Kamath, R. L. et al. 2003. Systematic Functional Analysis of the Caenorhabditis elegans Genome Using RNAi. Nature. 421 (6920): 231-237.
3.Sonnichsen, B. et al. 2005. Full-Genome RNAi Profiling of Early Embryogenesis in Caenorhabditis elegans. Nature. 434 (7032): 462-469.

* Dr. Tomkins is Research Associate at the Institute for Creation Research and received his Ph.D. in Genetics from Clemson University.

 

출처 : ICR News, 2012. 12. 17.
URL : http://www.icr.org/article/7166/
번역자 : IT 사역위원회

관련 자료 링크:

1. 많은 돌연변이는 진화가 아니라, 많은 질병을 의미한다. (More Mutations Mean More Diseases, Less Evolution)
2. 체르노빌의 돌연변이 실험은 진화론을 지지하지 않는다. (Chernobyl Mutation Experiment Fails to Support Darwinism)
3. 돌연변이와 신다윈주의 이론 (Neo-Darwinian Theory Fails the Mutation Test)
4. 돌연변이 : 진화의 원료? (Mutations : The Raw Material for Evolution?)
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