고대 효소 복원: 외계 생명체 탐사 단서 발견

대한민국 - AP 뉴스

과학자들이 30억 년 이상 된 고대 효소를 성공적으로 복원하고 이를 살아있는 미생물 안에서 연구하는 데에 한 걸음 더 다가섰습니다. 위스콘신-매디슨 대학교 박테리아학 교수인 베튈 카차르가 이끄는 전문가 팀은 '니트로게나제'라는 효소에 집중했습니다.

니트로게나제는 대기 중 질소를 생명체가 이용 가능한 형태로 변환하는 과정에 필수적인 역할을 합니다. 카차르 교수는 "우리는 지구 생명의 기반을 마련한 효소를 선택하고 그 역사를 탐구했다"며, "니트로게나제가 없었다면 오늘날 우리가 아는 생명은 존재할 수 없었을 것"이라고 강조했습니다.

일반적으로 과학자들은 지구의 과거 생명체에 대해 연구하기 위해 화석이나 암석과 같은 지질 기록에 의존합니다. 하지만 이러한 연구 자료는 충분하지 않을 때가 많습니다. 이에 카차르 교수와 그녀의 박사 과정 학생인 홀리 러커는 합성 생물학 방법을 활용했습니다.

이들은 고대 효소의 물리적인 재구성을 만들고, 이를 미생물에 도입하여 현대 실험실 환경에서 연구했습니다. 러커 학생은 "30억 년 전 지구는 오늘날과는 매우 다른 행성이었다"고 설명했습니다. 대산소화 사건 이전에 대기는 더 많은 이산화탄소와 메탄을 포함했으며, 생명체는 주로 혐기성 미생물로 이루어져 있었습니다.

화석화된 효소는 존재하지 않지만, 이러한 물질들은 암석 샘플에서 측정할 수 있는 동위원소 형태의 흔적을 남깁니다. 그러나 이전까지의 연구는 고대 효소가 현대 버전과 동일한 동위원소 신호를 생성한다고 가정했습니다. 러커 학생은 이러한 지질 기록 해석이 올바른지에 의문을 제기했습니다.

러커 학생은 "적어도 니트로게나제의 경우, 결과는 그렇다는 것"이라며, "고대 과거에 우리가 보는 신호가 오늘날과 동일하다는 것을 발견했다"고 말했습니다. 연구팀은 고대 니트로게나제의 DNA 서열은 현대 버전과 다르지만, 동위원소 신호를 제어하는 메커니즘은 변하지 않고 유지되었다는 것을 발견했습니다.

이 발견은 천체생물학에 직접적인 영향을 미칩니다. 이제 니트로게나제가 생산하는 동위원소가 지구에서 신뢰할 수 있는 생체 지표로 확인됨에 따라, 과학자들은 향후 다른 행성에서 발견될 수 있는 유사한 신호를 분석할 더 명확한 기반을 갖게 되었습니다.

카차르 교수는 "우리는 우주에 있는 생명체를 이해하기 위해 우리 행성에 대한 이해에 의존한다"며, "미래의 생명체와 다른 곳의 생명체를 찾기 위해서는 우리 자신의 과거를 알아야 한다"고 말했습니다.

• 30억 년 이상 된 고대 니트로게나제 효소 복원
• 합성 생물학 기술 활용하여 현대 미생물 내에서 연구
• 고대 효소의 동위원소 신호가 현대와 동일함을 확인
• 외계 행성 생명체 탐사를 위한 새로운 생체 지표 발견 가능성

이전에도 과학자들은 외계 생명체를 찾는 혁신적인 방법을 개발한 바 있습니다. 이 연구는 지구 생명체의 근원을 탐구하고 우주적 생명체의 존재 가능성을 넓히는 데 중요한 기여를 할 것으로 기대됩니다.