생명체 유전특성 가진 인공DNA 만들었다

일단의 과학자들이 생명체가 자신을 닮은 후손을 갖도록 하는 유전자 코드를 인공적으로 합성해 내는데 성공했다.

20일자 사이언스지는 일단의 과학자들이 유전 특성까지 가진, 진화를 실현할 수 있는 인공적인 합성 디옥시리보핵산(DNA)와 리보핵산(RNA)을 선 보였다고 보도했다.

실험결과 이 합성DNA는 생명체의 유전적 특성의 가장 기본적인 단위로서 실제 DNA와 정보를 공유할 수 있었으며 직접적으로 생명학적인 진화를 수행한다는 점을 확인했다.

이 실험은 DNA가 어떻게 발생했는지에 대한 기본적 의문점을 갖고 연구해 온 미국,영국,벨기에,덴마크 연구팀에 의해 이뤄졌다.

공동연구자인 존 채펏 애리조나대 교수는 “만일 RNA세계가 존재했었다면 이것이 어떻게 존재했으며, 이것이 우연히 만들어졌는지, 혹은 RNA보다 훨씬 더 단순한 어떤 것으로부터 만들어졌는지는 중요한 문제”라고 말했다.

지금까지 이와 관련된 가설 가운데 하나는 디옥시리보당으로 만들어진 DNA가 리보당으로 만들어진 비슷한 RNA로부터 진화해 왔다는 것이다. 그러나 다음 문제는 RNA가 어디서 왔느냐는 것이다. 이 의문에 답하기 위해 채펏 교수는 설탕과 제노핵산, 즉 XNA를 만드는 다른 6개 재료를 대체함으로써 인조DNA를 만들려는 영국,벨기에,덴마크 3개국 공동 연구팀에 합류했다.

연구팀은 XNA를 이용한 실험을 통해 인공적으로 리보핵산이 이전에 존재했을 것으로 추정해 온 핵산을 만들 수 있다는 기대감을 갖게 됐는데 이번에 이를 실현했다.

하나의 핵산에서 또다른 단계의 작업으로 가는 이 모든 변화를 이끌어 내는 유일한 방법은 서로 통하는 서로 다른 두세대의 핵산이 서로 얘기하게 하는 것이다.

과학자들은 RNA와 DNA간에 정보를 전달하는데 사용되는 폴리머라제라 불리는 특화된 효소를 인공적으로 합성해 냄으로써 XNA가 DNA와 말할 수 있게 하는데 성공했다.

이 과정은 6개의 다른 유전적 시스템인 HNA,CeNA,ANA,FANA,TNA를 복사, 또는 역복사 할 수 있는 폴리머라제 효소를 이용하는 과정으로 끝난다.

과학자들은 이후 거대한 DNA배열 풀에다 폴리머라제를 사용해 이들 DNA라이브러리 정보를 HNA에 복사할 수 있었다.

그리고 나서 연구진들은 이들을 배양시켜 HNA를 다양한 형태로 진화하게 만들 수 있었다.

이 연구성과는 이 XNA와 같은 수많은 유용한 역할을 하는 NA가 존재했었을 수도 있다는 것을 의미하는 것이다. 때문에 RNA이전에 어떤 것이 존재했는지에 대한 연구 및 가설과 관련한 진일보한 성과로 평가받고 있다.

이 논문은 사이언스 4월20일자에 실려있으며 수석저자는 필립 홀리거다.