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춤을 추고 있는 세포의 소기관들
: 세포의 초고도 복잡성이 계속 밝혀지고 있다.
(Dances with Cells)
Brian Thomas

   세포생물학자들은 오랫동안 가장 작은 상호작용(interactions)들에 대해서, 즉 분자들 사이에서 일어나는 상호작용들에 대해 집중해왔다. 최근에 일부 연구자들은 새로운 기술을 사용하여, 세포소기관(organelles)이라고 불리는, 세포의 구획(compartments)에서 무슨 일이 일어나고 있는지를 일부 들여다볼 수 있었다. 그들의 발견은 질병에 대한 새로운 통찰력을 제공하고 있으며, 표준 교과서에 그려져 있는 모든 세포 그림들을 다시 그리도록 만들고 있었고, 세포(cells)를 원형질의 단순한 덩어리(simple blobs of protoplasm)라고 생각하는 사람들에게 커다란 도전이 되고 있었다.










Nature 지는 새로운 연구 결과에 대한 특집 기사를 실었다.[1] 이 기사는 새로운 수업인 것처럼 보인다. 기사에 의하면, 세포소기관(organelles)들은 정교한 방식으로 상호 연결되어 있다는 것이다. 그들은 격리된 구획으로 작동하는 것이 아니라, 둘레가 포장되어 있고, 서로가 서로에 대해 고정되어 있었다. 그리고 그들의 근접은 우연이 아니다.

세포소기관들의 복잡한 배열에 의한 상호연결은 소포체(endoplasmic reticulum)가 미토콘드리아 주위에 역동적으로 접혀져있는 방식을 포함하고 있다. 이렇게 하면(오직 이 방식만), 칼슘, 지질, 당류와 같은 생성물을 잘 교환할 수 있으며, 충분히 빨라서, 세포를 건강하게 유지시킬 수 있는 것이다.

추가 연구에 따르면, 소수의 세포소기관들 사이에 슈퍼-접촉 영역(super-contact zones)이 있음이 밝혀졌다. 이 영역에는 특별한 테더(밧줄, 사슬) 단백질(tether proteins)들이 사용된다.[1] 노스웨스턴 대학의 세포생물학자인 로라 랙크너(Laura Lackner)는 Nature 지에서 다음과 같이 말했다. ”그것은 완전히 다른 차원의 공간적 조직체를 만들어낸다.”[1]

세포는 이미 그들의 DNA 염기서열에서, 이 세상에서 가장 높은 밀도로 압축된 암호화된 언어를 갖고 있으며, 유전적 암호와 후성유전학적 암호들의 배열에 있어서 최고 수준이며, 심지어 염색체 구조의 배열에 있어서도 최고를 자랑한다.[3] 이제 여기에 이러한 복잡성도 추가되게 된 것이다.

일부 세포소기관들은 이들 과학자들의 눈에 마치 춤을 추는 것처럼 운동을 하며, 접촉하고, 분리되고, 다시 만나고 있었다. 병에 걸린 세포는 불균형한 접촉 패턴을 보여주고 있었다. 하버드 대학의 Gökhan Hotamıȿlıgil은 Nature 지에서 ”그것은 매우 우아해 보이지는 않는다”고 말했다. 그러나 콜로라도 대학의 세포생물학자인 기아 볼츠(Gia Voeltz) 교수는, 건강한 세포소기관들이 동료들과 춤을 추고 있는 현미경 영상을 보여주었다. 그녀는 말했다. ”나는 모든 것들이 그렇게 상호 연결되어 있다는 것을 몰랐다. 그것은 너무도 아름답다.”[1]

2017년으로 돌아가서, 미국에 기반을 둔 한 팀의 세포생물학자들은 6개의 개별적으로 색깔을 띤 세포소기관들에 대한 영상을 소개했다.[4] 여기에서 역동적으로 움직이고 있는 이들의 춤을 엿볼 수 있었다.(아래 References 5번 링크 클릭).[5] 이러한 것들은 어디에서 왔을까?

바이츠만 연구소(Wiezmann Institute)의 생물학자인 마야 슐디너(Maya Schuldiner)는 의도하지 않게 그것에 대한 한 대답을 하고 있었다. 그녀는 Nature 지에서 말했다. ”세포소기관들은 고립되어서는 기능을 할 수 없다.”[1]. 이는 필요한 세포소기관들(아마도 모든 세포소기관들)이 그들을 묶고 있는 테더 단백질(tether proteins)들과 동시에 발생했음을 의미한다.

자동차 엔진이 그러한 상황에 대한 적절한 설명이 될 수 있을 것이다. 피스톤, 점화 플러그, 라디에이터와 같은, 필요한 엔진 부품들이 모두 있어야하고, 그들이 올바른 위치에 배치되어 있어야할 뿐만 아니라, 모든 부품들이 단단히 고정되어 있지 않다면, 그것은 고철더미에 불과할 것이다. 그래서 생명체인 세포가 작동되기 위해서는, 세포소기관들이 모두 함께 작동되어야 하는 것이다. 그러나 이들 세포의 엔진 부품들은 서로 붙어있지 않다. 그들은 안무 리듬에 따라 함께 미끄러지며, 접촉과 분리를 진행하는 것이다.

이러한 새로운 ”전부 아니면 무(all-or-nothing)”인 기관의 발견은 그 기원이 창조임을 가리킨다. 이러한 기관은 부품들이 하나씩 하나씩 생겨나는 점진적인 과정을 통해 만들어질 수 없다. 캘리포니아 데이비스 대학의 생물학자인 조디 눈나리(Jodi Nunnari)는 Nature 지에서 말했다. ”이와 같은 종류의 기능적 허브(functional hub)는 세포가 창조된 것처럼 보이게 만든다”고 말했다. 세포가 자동차 엔진 보다 복잡한 이러한 자신의 부품들을 만들어내는 것을 본 사람은 아무도 없다. 세포 안에서 일어나고 있는 이러한 함께 추는 춤은 초자연적 기원을 가리키는 것이다.


References
1. Dolgin, E. 2019. How secret conversations inside cells are transforming biology. Nature. 567(7747): 162-164.
2. Tomkins, J. Epigenetic Code More Complicated Than Previously Thought. Creation Science Update. Posted on ICR.org January 28, 2016, accessed March 29, 2019.
3. Thomas, B. Genomes Have Remarkable 3-D Organization. Creation Science Update. Posted on ICR.org November 15, 2010, accessed March 29, 2019.
4. Valm, A. M. et al. 2017. Applying systems-level spectral imaging and analysis to reveal the organelle interactome. Nature. 546 (7656): 162-167.
5. Valm, A. M. et al. 2017. Supplementary information. Video 1: Point-scanning confocal, 6-colour time-lapse images. Nature. 546 (7656): 162-167.

*Dr. Thomas is Science Writer at the Institute for Creation Research and earned his Ph.D. in paleobiochemistry from the University of Liverpool.


출처 : ICR, 2019. 4. 9.
URL : https://www.icr.org/article/11268/
번역자 : 미디어위원회

관련 자료 링크:

1. 생체모방공학과 경이로운 세포에 관한 새로운 소식들 (More Reasons to Imitate Biology. Cellular Wonders Coming Into Focus)
2. 세포의 수선 메커니즘은 생명체의 자연발생설을 더욱 확실하게 기각시키고 있다. (Cell Repair Requirement Demolishes Origin-of-Life Speculation)
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16. 최초의 세포가 우연히 만들어질 가능성은 더욱 낮아졌다. (First Cell's Survival Odds Not in Evolution's Favor)
17. 세포의 기원 연구는 잘못된 과학을 사용하고 있다. (Origin of Cells Study Uses Bad Science)
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25. 세포들은 그들의 신체 위치를 결정하는 데에 우편번호를 사용한다. (Cells Use Zip Codes to Determine Their Body Location)
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