' 생명의 기원' 알고리즘 으로 규명?

'생명의 기원' 알고리즘으로 규명?

 

2020.10.06. 23:35

 

[데일리포스트=김정은 기자] 지구에 생명이 언제 그리고 어떻게 나타났는지는 여전히 풀리지 않는 수수께끼다. 그동안 생화학적 연구를 통해 다양한 가설들이 제시되어 왔다.

폴란드 과학 아카데미의 연구팀이 '물과 질소 등 기본 분자에서 어떻게 생명과 같은 복잡한 분자가 태어난 것인가'를 알고리즘으로 규명하기 위한 연구를 진행했다. 해당 논문은 국제학술지 사이언스(Science)에 실렸다.

초기 지구의 조건 하에서 다양한 유기 반응이 일어날 수 있다는 것은 입증됐지만, 생명의 기원에 대해서는 거의 밝혀진 바가 없다. 이는 초기 지구에서 탄생할 수 있는 분자가 매우 다양해, 특정이 어렵기 때문이다.

연구팀은 '기본적인 분자들이 결합한 경우에 탄생하는 분자'를 시뮬레이션했다. 기본 분자는 초기 지구에서 흔히 존재한 것으로 추정되는 ▲물 ▲사이안화수소 ▲암모니아 ▲황화수소 ▲질소 ▲메탄이다.

연구 목적은 이 6종의 분자가 풍부하게 존재하는 환경에서 탄생할 수 있는 '생명의 기원으로 이어질 분자'를 파악하는 것.

물과 질소 등 기본 분자뿐 아니라 탄생한 분자끼리 반응할 수 있다는 조건 하에서 시뮬레이션을 7세대까지 진행한 경우 생길 수 있는 분자는 대략 3만 5000종에 달한다. 이 가운데 생명의 기원과 연관시킬 수 있는 분자는 약 50종이다.

아래는 6종의 기본 분자에서 탄생할 수 있는 분자를 세대별로 나타낸 이미지의 일부로, 빨간색이 생명의 기원으로 이어지는 분자다. 이미지는 생명의 기원에 중요한 구연산(citric acid,왼쪽 구조식)과 요산(Uric acid, 오른쪽 구조식)에 이르기까지의 반응 경로가 표시되어 있다.

이번 연구를 통해 연구팀은 초기 지구에 풍부하게 존재한 6종류의 분자에서 생명의 기원으로 이어질 분자가 탄생할 수 있다는 것을 확인했다. 또한 대부분의 경우 생명의 기원과는 상관없는 분자가 생긴다는 것도 파악했다.

생명의 기원과 연관된 분자와 연관되지 않은 분자의 차이에 대해 연구팀은 "생명의 기원에 연관된 분자는 물에 녹기 쉽고, 열역학적으로 안정되어 있다는 특징을 보인다"고 지적했다. 이는 생명이 물속에서 탄생했다는 그동안의 통설과도 일치한다.

연구팀은 "이번 시뮬레이션을 통해 생명의 기원으로 이어질 분자를 만들어내는 반응 경로를 20개 새로 발견했다"고 언급했다.

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