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후성유전체 연구는 세포에서 교향악단을 발견했다.
(Epigenome Project Finds Symphony in Cells)
CEH

    모든 세포들이 동일한 유전체(genome)를 가지고 있다면, 왜 그들은 다르게 보이고 다르게 행동하는 것일까? 후성유전체(epigenome)는 교향악단의 각 파트들을 지휘하고 있었다.

Nature 지의 특별 이슈는 후성유전체에 관한 것이었다. ENCODE 프로젝트(많은 유전자들이 어떻게 발현되는지를 이해하고자 했던 이전의 노력)를 수행하여 그 결과를 보고했던, 미국 국립보건원(National Institutes of Health, NIH)은 이제 REC(Roadmap Epigenomics Consortium) 프로젝트에 착수했다. Nature 지의 이번 이슈는 111명에 대해 이루어진 후성유전체 연구에 기초한 그 첫 번째 발견들이었다. REC 프로젝트는 유전자들의 스위치를 켜고 끄는 것이 무엇인지, 즉 유전자들의 행동을 제어하고 있는 것이 무엇인지를 이해하고자 하는 연구이다.  

각 세포들은 인간 유전체에 들어있는 22,000개의 유전자들 중 절반 정도만을 발현시킨다. 다른 유전자들은 유전자들을 증폭시키거나 억제시킬 수 있는 (유전자 너머에 있는) '후성유전적 인자(epigenetic factors)'들에 의해서 조절된다. 이들 인자들에는 DNA가 감겨져 포장되는 히스톤 단백질(histone proteins) 위에 메틸 꼬리표(methyl tags), 아세틸 꼬리표(acetyl tags), 촉진자(promoters), 증강자(enhancers) 및 다른 과정들이 포함된다. PhysOrg(2015. 2. 18) 지는 연구 결과들을 요약 보도하고 있었다. Nature 지는 10개의 기사와 논문들을 게재하고 있었다 :

‣ 5명의 과학자들이 다른 견해를 제시하고 있는, 후성유전체학(epigenomics)의 의미에 대한 개관과 포럼(overview and forum).

‣ 유전 및 질병을 이해하기 위한, 떠오르고 있는 후성유전학의 미래적 전망에 대해 사설(editorial).

‣ 111명의 인간 유전체에 대한 통합적 분석(integrated analysis).

‣ 사람의 조직을 가로지르는 유전자 발현의 차이에 관한 논문(paper about differences in gene expression).

‣ 줄기세포 분화 동안에 염색질 구조가 어떻게 재편되는가(how chromatin architecture is reorganized)에 대한 논문.

‣ 배아 줄기세포 분화 동안 전사요소 결합 역학(transcription factor binding dynamics)에 관한 논문.

‣ 신경 네트워크 형태를 해부하기 위한 후성유전학적 영향(epigenetic footprinting)의 사용에 관한 글.

‣ 후성유전학이 암의 돌연변이적 상황(mutational landscape of cancer)을 정의하는 방법에 관한 글.

‣ 후성유전학과 알츠하이머 병에 관한 글.

엔코드(ENCODE) 프로젝트처럼, 이 컨소시엄에서 진화론은 거의 기여하지 못하고 있었다. 단지 3개의 논문만이 진화를 언급했는데, 그것도 1)진화적으로 보존된 요소, 또는 2)이 연구는 진화 과정에 빛을 비춰주기를 희망한다 라는 정도였다. 대부분의 논문들은 후성유전체학의 복잡성으로 인해 감명을 받고 있는 것처럼 보였다. ”연구자들이 말했던 것처럼, 이러한 연구들은 사소한 작업이 아니다.” 편집자는 말했다. 이 단계에서도 연구자들은 무엇을 질문(연구)해야 할지를 발견하려고 애쓰고 있었다.

이 이슈들 중에서 가장 흥미로운 것은 케리 스미스(Kerri Smith)의 ”후성유전체 : 당신의 세포에 있는 교향악단(Epigenome: The symphony in your cells)”이라는 글이다. 거기에는 베토벤의 5번 교향곡을 연주하고 있는 오케스트라 단원들의 연주 동영상을 포함하고 있었다. 모든 연주가들은 같은 악보를 가지고 있다. 그러나 지휘자는 각 악기가 언제, 무엇을 연주해야하는지를 정확히 알고 있다. 이것은 간단히 설명될 수 있는 비유이다. 후성유전체는 명백한 지휘자를 가지지 못한 것처럼 보이는, 많은 부분들을 가지고 있다. 세포 내에 어떤 지휘자가 있는가? 그 질문에 대답하기 위해서는 많은 연구들이 필요할 것이다. 스미스는 끝을 맺고 있었다 : ”마치 베토벤의 교향곡처럼, 모두 함께 작동되고 있는 세포의 후성유전체는 그것이 얼마나 복잡한지, 얼마나 정교하게 배열되어 있는지를 입증해주고 있다.”      
   
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후성유전학(Epigenetics)에 대해서 소개하고 있는, 톰 우드워드(Tom Woodward)와 제임스 질스(James Gills) 박사의 YouTube 동영상 ”신비한 후성유전체: DNA 너머에 무엇이 있는가?(The Mysterious Epigenome: What Lies Beyond DNA)”을 참조하기 바란다. 후성유전학은 유전학(genetics) 자체만큼 커다란 학문으로 발전할 수 있는, 과학적 혁명의 분야가 되고 있다. 유전학이 지적설계를 가리킨다고 생각한다면, 후성유전학에서 어떤 것들이 발견될지 조금만 기다려보라. 유전학보다 더욱 복잡한, 초고도로 복잡한 정보들과 메커니즘들이 발견될 것이다. 암호들을 제어하고 있는 또 다른 암호들은 다윈의 무작위적 돌연변이-자연선택 메커니즘을 산산이 부숴버릴 것이다. 이미 엔코드 프로젝트는 ‘정크-DNA(junk-DNA, 쓰레기-DNA)’라는 진화론자들의 신화를 완전히 붕괴시켜버렸다. 진화론자들이 이해할 수 없어서, 불필요한 것으로 여겨졌던 DNA의 많은 부분들이 이제는 유전학을 이해하는 데에 핵심이 될 수도 있다. 연구자들이 다윈의 귀마개를 빼내자, 교향곡이 들리는 것처럼 말이다.              

 

출처 : CEH, 2015. 2. 12.
URL : http://crev.info/2015/02/epigenome-project-finds-symphony-in-cells/
번역자 : 미디어위원회

관련 자료 링크:

1. ‘엔코드’ 연구로 밝혀진 유전체의 초고도 복잡성. : ‘정크 DNA’ 개념의 완전한 몰락 (ENCODE Reveals Incredible Genome Complexity and Function)
2. 유전자의 이중 암호는 진화론을 완전히 거부한다. : 중복 코돈의 3번째 염기는 단백질의 접힘과 관련되어 있었다. (Dual-Gene Codes Defy Evolution...Again)
3. 유전자의 이중 암호는 고도의 지적설계를 가리킨다. (Dual-Gene Code Discovery Highlights Designed Biocomplexity)
4. 듀온 : DNA의 이중 암호는 진화론을 거부한다. (Duons: Parallel Gene Code Defies Evolution)
5. 밝혀지고 있는 유전체 내 단백질 비암호 부위의 기능들. : VlincRNAs의 제어 및 조절 특성. (VlincRNAs Provide Clues to Genomic Dark Matter)
6. 새로운 기술이 추가로 밝혀낸 유전체의 초고도 복잡성 (New Technology Reveals More Genome Complexity)
7. 사람 단백질체는 “이전의 생각보다 훨씬 더 복잡했다” : 비암호 DNA 영역에서 수백 종의 단백질들이 만들어진다. (Human Proteome 'More Complex than Previously Thought')
8. 진화론자들이 진화론을 기각시키고 있었다. : 단백질의 진화는 불가능하다! (Oops! Evolutionists Disproving Evolution)
9. 식물의 후성유전체 연구는 진화론을 부정한다. : 유전암호의 변경 없이 환경에 적응하는 식물 (Plant Epigenome Research Negates Evolution)
10. 식물의 후성유전학 연구는 진화론자들을 당황시키고 있다. : DNA의 변경 없이 생물 종의 다양성이 발현될 수 있다! (Evolutionists Call New Plant Epigenetic Study 'Heresy')
11. 다윈의 핀치새는 후성유전학이 답이다. : 진화론의 한 주요 상징물이 붕괴되고 있다. (Darwin's Finches: Answers From Epigenetics)
12. 후성유전학 연구는 인류의 진화계통나무를 부정한다. (Epigenetic Study Produces 'Backwards' Human-Ape Tree)
13. 섬모충의 유전체는 극도로 복잡했다. 1 (Ciliate Genome Reveals Mind-Bending Complexity)
14. 섬모충의 유전체는 극도로 복잡했다. 2 : 유전체의 스크램블링과 암호화는 진화론을 거부한다. (Genome Scrambling and Encryption Befuddles Evolution)
15. 선도적 과학자들이 진화론을 비판하다. 1부. : 유전정보는 자연주의적 과정으로 생겨날 수 없다. (Powerhouse of Scientists Refute Evolution, Part One)
16. 선도적 과학자들이 진화론을 비판하다. 2부. : 생물학적 정보 생성의 어려움과 컴퓨터 시뮬레이션 (Powerhouse of Scientists Refute Evolution, Part Two)
17. 선도적 과학자들이 진화론을 비판하다. 3부. : 세포 내의 유전정보는 증가되지 않고, 소실되고 있다. (Powerhouse of Scientists Refute Evolution, Part Three)
18. 생물들에 있는 데이터 저장 시스템 : 디지털 정보 저장 기술과 DNA의 유사성. (Data Storage Systems in the Living World)
19. 책으로 700억 권에 해당하는 막대한 량의 정보가 1g의 DNA에 저장될 수 있다. (Scientists Store 70 Billion Books on DNA)
20. 경탄스런 극소형의 설계 : DNA에 집적되어 있는 정보의 양 (Dazzling design in miniature)
21. 유전암호가 자연적 과정들에 의해 저절로 생겨날 수 있다는 과학적 증거에 대해 1백만 달러의 상금이 제안되었다. (Who wants to be a millionaire? : $ 1 million prize offered for scientific proof of ‘natural-process’)
22. DNA 암호는 또 다른 암호들에 의해서 해독된다. (DNA Translation Has Codes Upon Codes)
23. DNA 생산의 정교한 균형 : DNA 복제 시에 뉴클레오티드의 정확한 량이 요구된다. (Delicate Balance in DNA Production)
24. 새로운 차원의 복잡성을 가지고 있는 고리모양의 원형 인트론 RNAs의 발견 (Circular Intronic RNAs Defy Junk DNA Dogma)
25. 트랜스포손의 행동은 ‘이기적 유전자’ 이론을 부정한다. (Transposon Behavior Negates 'Selfish Gene' Theory)
26. Y-염색체 아담과 미토콘드리아 이브는 동시대를 살았다! (Well, Duh; Adam and Eve Were Contemporaries)
27. ‘정크’ DNA가 없는 식충식물. (Carnivorous Plant Throws out ‘Junk’ DNA)
28. 베타글로빈 유사유전자도 결국 기능이 있음이 밝혀졌다. (Beta-Globin Pseudogene Is Functional After All)
 
 
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