The Structural History of Eukarya

거대하고 오래된 가계도의 역사를 이해하려고 노력한다고 상상해 보십시오. 전통적으로 과학자들은 이 가계도 DNA의 '철자'를 읽음으로써 이를 수행해 왔습니다. 하지만 **SHE(Structural History of Eukarya)**라고 불리는 이 새로운 연구는 그 글자들이 만들어내는 단백질의 3D 구조라는 다른 측면을 살펴보기로 했습니다.

이렇게 생각해 보십시오. 만약 DNA가 코드로 작성된 설명서라면, 단백려는 그 지침에 따라 만들어진 실제 기계입니다. 설명서의 철자는 시간이 흐르면서 약간 변할 수 있지만, 기계의 모양과 기능은 종종 더 깊고 안정적인 이야기를 들려줍니다.

연구진은 1,542종의 서로 다른 생물 종에 대한 방대한 컴퓨터 분석을 통해 다음과 같은 사실을 발견했습니다.

1. '300조 개의 형상' 퍼즐
연구팀은 단순히 몇 개의 유전자만을 본 것이 아닙니다. 그들은 거의 모든 알려진 진핵생물(동물, 식물, 균류 등)에 걸쳐 단백질의 모양을 비교했습니다. 그들은 약 300조 개의 단백질 쌍을 서로 대조하여 그 형태가 어떻게 맞물리는지 확인했습니다. 이는 전 세계 모든 건물의 설계도를 서로 비교하여 그들이 어떻게 연관되어 있는지 확인하는 것과 같습니다.

2. 생명의 두 가지 엔진 모델
그들의 분석은 진핵생물의 삶이 매우 다른 두 가지 '엔진'으로 구동된다는 것을 밝혀냈습니다.

• 엄격한 핵심 (골격): 이것은 세포의 단단하고 변하지 않는 토대입니다. 주로 세포 골격(세포의 내부 비계)으로 구성됩니다. 이 부분은 고층 빌딩의 강철 빔과 같아서, 만약 이것이 부서지면 건물 전체가 무너지기 때문에 거의 변하지 않습니다.
• 운영 엔진 (공장 바닥): 이것은 세포의 유연하고 분주한 부분으로, 번역(세포가 새로운 단백질을 만드는 과정)을 중심으로 합니다. 이것은 공장 바닥의 기계들과 같습니다. 이 부분은 훨씬 더 적응력이 뛰어나며, 생명체가 새로운 도전에 살아남을 수 있도록 더 빠르게 변화합니다.

3. 과속 방지턱과 우회로
연구진은 새와 개미와 같은 일부 종들이 구조적 진화에서 '과속'해 왔다는 사실을 발견했습니다. 이들의 단백질 형태는 매우 빠르게 변했지만, 이는 단순히 생물학적 도구 상자에 부품을 더 많이 추가했기 때문이 아니었습니다. 그것은 단순히 부품을 늘리는 것과는 구별되는, 단백질 형태가 진화하는 방식에서의 특정한 가속화였습니다.

4. 과학을 위한 품질 검사
연구진은 한 종의 전체 단백질 집합의 '모양'이 일종의 품질 관리 측정기 역할을 할 수 있다는 것을 발견했습니다. 만약 특정 생물에 대한 과학자의 데이터가 지저분하거나 불완전해 보인다면, 구조적 패턴이 '어긋나' 보일 것입니다. 이는 과학자들이 참조 데이터를 사용하기 전에 그 데이터가 신뢰할 수 있는지를 파악하는 데 도움을 줍니다.

5. 적절한 실험 파트너 선택하기
마지막으로, 이 연구는 인간 생물학을 연구하기 위해 가장 적합한 '모델 생물'(예: 생쥐나 초파리)을 선택하는 새로운 방법을 제공합니다. 과학자들은 이제 막연한 추측이나 오래된 관례를 사용하는 대신, 이 구조적 지도를 사용하여 실험 동물의 단백질 형태를 인간의 과정과 수학적으로 매칭할 수 있습니다. 이는 눈에 보이는 첫 번째 차를 고르는 대신, 정밀한 GPS를 사용하여 완벽한 여행 동반자를 찾는 것과 같습니다.

이 모든 데이터는 이제 누구나 깊은 진화적 연결 고리를 탐구할 수 있도록 SHE라는 대화형 도구를 통해 공개되어 있습니다.