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DNA와 단백질 HOME > 자료실 > DNA와 단백질
사람 단백질체는 “이전의 생각보다 훨씬 더 복잡했다”
: 비암호 DNA 영역에서 수백 종의 단백질들이 만들어진다.
(Human Proteome 'More Complex than Previously Thought')
Jeffrey Tomkins

   자주 반복되는 말로 ”이전의 생각보다 훨씬 더 복잡했다”라는 구절이, 사람 유전체(genome)에서 만들어지는 수천의 단백질(proteins)들에 대한 목록화 작업을 하고 있는 새로운 연구에서 또 다시 등장하고 있었다.[1] 이 획기적인 생명공학 뉴스는 사람 단백질체(proteome, 프로테옴, 유전체로부터 만들어질 수 있는 모든 단백질들)에 대한 Nature 지에 게재된 최근 두 연구 논문이 발표하고 있는 것이다.[2, 3]

DNA 염기서열과는 다르게, 단백질의 추출, 분리, 식별은 쉬운 일이 아니다. 다른 조직에 있는 매우 다양한 단백질들을 동정하려면, 기술과 화학은 다양하고 복잡할 필요가 있다. 그럼에도 불구하고, 기술의 진보와 새로운 장비들은 훨씬 더 큰 규모로 이것을 실현할 수 있도록 발전했다.
 
단백질 개체군(단백질의 종류 및 그들의 량)은 조직 유형에 따라 차이가 있기 때문에, 많은 다양한 종류들이 연구되어야만 한다. 한 연구는 사람에서 30개의 다른 조직들을 채취했고, 다른 연구는 27개의 조직들을 채취했다. 여러 조직들에서 단백질의 개체군은 다를 뿐만 아니라, 한 유형의 단백질을 암호화하고 있는 동일한 유전자가 아형(isoforms)이라 불리는 다른 변종(variants)을 만들 수 있다. 그리고 한 단백질이 만들어진 이후에도, 번역 후 변형(post-translational modification)이라 불리는 과정으로, 다른 목적을 위해 세포 기계들에 의해서 변경 될 수 있다.[4] 따라서, 각각의 조직에 대한 단백질들의 목록은 단백질 군의 다양성을 완전히 이해하고 작성되어야만 한다. 사실, 이 작업은 쉽지 않은 작업이어서, 선임연구자 중의 한 명은 ”사람 단백질체는 너무도 광범위하고 복잡해서 그것들을 목록화하는 작업은 결코 완전히 끝마쳐지지 못할 것”으로 믿고 있었다.[1] 

아마도 이러한 새로운 보고에서 가장 흥미로운 점은, 이전에는 비암호 쓰레기(non-coding junk)로 생각했던 사람 유전체 영역에서 새로운 수백의 단백질들을 발견한 것이다. 한 논문은 그러한 단백질들 193개를 발견했고, 또한 유사유전자(pseudogenes, 위유전자)에 의해서 만들어지는 140개의 단백질들을 함께 발견했다. 유사유전자는 이전에 깨진 유전자(broken genes) 또는 유전체 화석(genomic fossils)으로 분류되던 DNA의 한 카테고리였는데, 이제는 유전체에서 중요한 기능적 특성을 갖고 있는 것이 입증되고 있다.[2, 5] 연구자 중 한 명은 인터뷰에서, ”이것은 유전체가 더욱 복잡하다는 사실을 발견한 것으로, 이 연구에서 가장 흥미로운 부분이었다.” 그리고 ”193개의 단백질들이 비암호 영역으로 예측됐던 DNA 염기서열에서 나왔다는 사실은 세포가 DNA를 어떻게 읽고 있는지에 대해, 아직도 우리가 완전히 이해하지 못하고 있음을 의미한다. 왜냐하면 그 비암호 영역의 염기서열들도 명백히 단백질을 위한 암호를 가지고 있기 때문이다”라고 말했다.[1]

약간 다른 접근 방식을 가지고, 다른 연구팀은 유전체의 비암호 DNA 영역(non-coding DNA regions)으로 주장되던 부위에서 만들어진 430개의 새로운 단백질들을 발견했다.[3] 그리고 RNA 생성 영역으로부터 유래된 것들의 404개가 lincRNA(long intergenic non-coding RNA) 영역으로 불리는 단백질 암호 유전자들 사이에 위치하고 있었다.[6] 흥미로운 것은 lincRNA 유전자로 불려지기 위한 조건 중 하나가 단백질을 생성하지 않는 것으로 추정되는 것이었다. 이제 규칙의 변경이 고려될 필요가 있게 되었다. 이제는 지적설계(intelligent design)나 생물복잡성(biocomplexity)을 고려하는 패러다임의 변화가 있어야하지 않을까? 이렇게 초고도로 복잡한 DNA와 유전정보가 자연주의적 과정으로 우연히 생겨날 수 있었을까? 이제 ”이전의 생각보다 훨씬 더 복잡했다”라는 말은 세포의 신비를 연구하는 과학자들에게는 일상적인 말이 되어가고 있다.


References
 
1. Anonymous. 2014. Extensive Cataloging of Human Proteins Uncovers 193 Never Known to Exist. John Hopkins Medicine. Posted on hopkinsmedicine.org May 28, 2014, accessed June 5, 2014.
2. Kim, M. S. et al. 2014. A draft map of the human proteome. Nature. 509 (7502): 575-581.
3. Wilhelm, M. et al. 2014. Mass-spectrometry-based draft of the human proteome. Nature. 509 (7502): 582-587.
4. An analogy: Imagine that a car mechanic has a stack of blueprints (genes) to make several different kinds of cars (proteins). We may assume that he does, indeed, produce one sort of car for each blueprint, however that's not what happens. Instead, the mechanic makes a few changes to each blueprint, and he produces a variety of cars (isoforms) from each blueprint. We may think, 'That's fine. I can follow that.' But then, after the mechanic is finished, we see another mechanic come in and start making his own modifications to the cars already made (post-translational modification).
5. Tomkins, J. 2013. Pseudogenes Are Functional, Not Genomic Fossils. Acts & Facts. 42 (7): 9.
6. Tomkins, J. 2014. Mouse Study Shows 'Junk DNA' Is Actually Required. Creation Science Update. Posted on icr.org January 15, 2014, accessed June 5, 2014.
 
*Dr. Tomkins is Research Associate at the Institute for Creation Research and received his Ph.D. in genetics from Clemson University.
 

 

출처 : ICR News, 2014. 6. 18.
URL : http://www.icr.org/article/8193/
번역자 : 미디어위원회

관련 자료 링크:

1. 밝혀지고 있는 유전체 내 단백질 비암호 부위의 기능들. : VlincRNAs의 제어 및 조절 특성. (VlincRNAs Provide Clues to Genomic Dark Matter)
2. 새로운 차원의 복잡성을 가지고 있는 고리모양의 원형 인트론 RNAs의 발견 (Circular Intronic RNAs Defy Junk DNA Dogma)
3. 일부 정크 DNA는 단백질 생성의 시동을 걸고 있었다. (Novel 'Junk DNA' Sequences Jumpstart Protein Production)
4. 베타글로빈 유사유전자도 결국 기능이 있음이 밝혀졌다. (Beta-Globin Pseudogene Is Functional After All)
5. 유사유전자의 기능이 밝혀졌다! : 세포주기와 성장 조절에 중요한 역할을 수행하고 있었다. (Pseudogene Plays Important Role in Cell Cycle)
6. 단백질이 진화될 수 없음을 밝힌 한 새로운 연구 : 단백질은 돌연변이들로 개선될 수 없다. (Study Shows Proteins Cannot Evolve)
7. 진화의 증거는 단지 가정된 것임을 실험 연구는 보여준다. : 단백질은 조금씩의 변화로 다른 단백질이 될 수 없다. (Lab Studies Show Evolutionary 'Evidence' Is Merely Assumed)
8. 세포 내의 고속도로에서 화물을 운반하는 단백질 키네신 : 이 고도로 정교하고 효율적인 분자 기계가 우연히? (Molecular Highway Motor Comes into Focus)
9. 단지 복잡한 것 이상의 특수한 복잡성 : 샤프로닌과 같은 단백질이 우연히 생겨날 수 있을까? (More Than Just 'Complex')
10. ‘엔코드’ 연구로 밝혀진 유전체의 초고도 복잡성. : ‘정크 DNA’ 개념의 완전한 몰락 (ENCODE Reveals Incredible Genome Complexity and Function)
11. DNA에서 제2의 암호가 발견되었다! 더욱 복잡한 DNA의 이중 언어 구조는 진화론을 폐기시킨다. (Two Genetic Codes Is Better Than One)
12. 듀온 : DNA의 이중 암호는 진화론을 거부한다. (Duons: Parallel Gene Code Defies Evolution)
 
 
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