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고도로 복잡한 유전자 제어 발생학과 진화론자들의 당황.
(Embryology Gene Control Confounds Evolution)
Jeffrey Tomkins

    부동산 사업에서 말하는 것처럼, 위치(location)가 가장 중요하다. 배아 발달 시기의 유전자 및 그 제어 염기순서에 있어서도 동일한 원리가 적용되는 것 같다. 단순하게 유전자의 선상 위치뿐만 아니라, 그것의 3차원적 공간 위치도 그러하다.
 
배아의 성장 기간 동안, 발달 과정을 감독하는 유전자는 정확하게 스위치가 켜지고 꺼진다. 이 복잡​​한 과정은 전후 상황에 맞춰 특정한 성질을 다른 세포들에게 부여되어, 결국 배아가 발달하여 다양한 장기와 조직이 되도록 한다. 이들 유전자 스위치의 정확한 타이밍과 조작은 제대로 균형 잡힌 건강한 동물을 만들어가는 데에 있어서 중요하다.
 
이 과정에서 가장 많이 연구된 개별 유전자중 하나는 ‘Fgf8’(Fibroblast growth factor 8)이라 불리는 단백질의 암호를 가지고 있는 유전자이다. 실제로 다양한 종류의 섬유아세포 성장인자(Fibroblast Growth Factor)들이 있는데, 이들은 기본적으로 세포의 생존에 중요할 뿐만이 아니라, 배아의 발달, 세포의 성장, 세포의 분화, 조직의 복구 등에 중요한 역할을 한다.
 
Fgf8 유전자는 사지의 성장과 뇌 여러 구역의 성장을 조절하는 과정에서 중요한 배아 발달 인자 중 하나이다. 유럽​​분자생물학연구소(EMBL)의 연구진은 생쥐의 Fgf8 그 자체가 다양한 군집에 특별히 위치한 많은 상호의존적인 제어 요소들에 의해 조절된다는 것을 보여주었다.[1] 이 제어 요소들은 3차원적인 관계인 광역 DNA 상호작용(long-range DNA interactions)이라 불리는 작용과 관련되어 있다. 세포의 핵에서 유전체의 다른 부분들은 특별한 물리적 상호작용을 위해서, 정교한 DNA loop를 통해 동적으로 모이게 된다. 이런 종류의 고도로 복잡한 3차원적 제어는 하나의 표준으로 나타나고 있는 중이다. 하지만 어떻게 유전자들과 그들의 네트워크를 경이롭도록 정교한 3차원적인 방법으로 제어하고 작동시키는 것일까?[2, 3]

EMBL 연구소의 최근 보도자료에 언급된 것처럼, ”이러한 연구 결과는 종종 간과되고 있는 유전자 조절이 한 단계 높은 차원의 극도로 복잡한 수준으로 일어나고 있음을 보여주고 있다. 조절 인자들은 적절한 DNA 염기서열을 가진 특정한 유전자와 일대일 관계를 맺지 않고 있었다. 국소적 게놈 조직과 DNA의 3차원적 접힘(folding)이 제어 인자의 작용을 조절하고 그들의 표적 유전자와 접촉하게 하는 것에 있어서 실제적으로 더 중요한 요인일 수 있다”는 것이다.[4]

연구 결과를 간략히 요약하면 다음과 같다:

• Fgf8 유전자는 배아 발달에 중요한 많은 단백질들 중 하나에 대한 암호를 가지고 있고, 그 자신은 조절 인자들의 다양하고 상호의존적인 배열에 의한 복잡한 방식으로 제어된다.

• 발달 동안 정확한 세포 패턴과 Fgf8 유전자 발현의 시기는 여러 제어 인자들에 의해서 중재되는 복잡한 정보 네트워크의 조합에 의존하고 있다.

• Fgf8 유전자를 조절하는​​ 제어 인자들 사이의 물리적 상호 작용은 3차원 DNA 정보를 부여하는 그들의 특정 위치와 염색체 상의 분포에 기반하고 있다.

유전자 네트워크와 자신의 상황에서 적절하게 기능을 조절하는​​ DNA 특성은 매우 특수한 3D 결과를 제공하기 위해서 서로 다른 게놈 영역들을 조율하는 극도로 복잡한 방식을 통해 작동된다. 이 새롭게 밝혀진 극도로 정교한 생명공학은 전능하신 창조주가 계시다는 명확한 증거인 것이다.
 

References
 1. Marinić, M. et al. 2013. An integrated holo-enhancer unit defines tissue and gene specificity of the Fgf8 regulatory landscape. Developmental Cell. 24 (5): 530-542.
2. Dean, A. 2011. In the loop: long range chromatin interactions and gene regulation. Briefings in Functional Genomics. 10 (1): 3-10.
3. Van Bortle, K. and V.G. Corces. 2012. Nuclear organization and genome function. Annual Review Cell Developmental Biology. 28 (28): 163-187.
4. European Molecular Biology Laboratory, 2013. DNA’s twisted communication. EMBL Press Release posted on wwwemblde on February 28, 2013, accessed March 29, 2013.
 
*Dr. Tomkins is Research Associate at the Institute for Creation Research and received his Ph.D. in Genetics from Clemson University.
 

출처 : ICR News, 2013. 4. 15.
URL : http://www.icr.org/article/7406/
번역자 : 미디어위원회

관련 자료 링크:

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2. 유사유전자의 기능이 밝혀졌다! : 세포주기와 성장 조절에 중요한 역할을 수행하고 있었다. (Pseudogene Plays Important Role in Cell Cycle)
3. 정크 DNA는 정말로 쓸모없을까? : 유사유전자를 통하여 본 정크(junk) DNA의 놀라운 기능들 (Is junk DNA useless? : The marvelous functions of pseudogenes)
4. 침팬지와 인간의 유사유전자가 동일한 이유는? (Why Is 'Pseudogene' the Same in Chimps and Humans?)
5. 전이인자는 배아 발달 시 핵심적 역할을 하고 있었다. : 정크 DNA 개념의 계속되는 실패 (Transposable Elements Key in Embryo Development)
6. 새로운 기술이 추가로 밝혀낸 유전체의 초고도 복잡성 (New Technology Reveals More Genome Complexity)
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8. 책으로 700억 권에 해당하는 막대한 량의 정보가 1g의 DNA에 저장될 수 있다. (Scientists Store 70 Billion Books on DNA)
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