생물의 진화, '단백질 선택'의 역사?

생명체의 진화는 단백질 선택의 역사라고 할 수 있습니다. 단백질이 형성되는 모습을 상상한 그림. [그림=유튜브 화면캡처]

지구상의 생물들은 어떻게 진화해왔을까요? 과학자들이 화석과 화석에 남은 흔적, DNA에 저장된 유전정보 등을 분석한 결과로는 생물 진화의 비밀은 '단백질 선택'에 있다고 합니다.

미국 스탠퍼드대 연구팀이 과학학회지에 발표한 연구결과에 따르면, 생물의 진화는 단백질끼리의 상호작용, 즉 단백질 네트워크를 탄력적으로 유지해 수십억 년에 걸쳐 진화해온 것으로 알려졌습니다.

단백질 네트워크를 유지한다는 것은 생물이 위협에 직면했을 때 살아남기 위해 환경 변화에 가장 적합한 형태로 변화한 단백질을 선택하고, 비정상적인 단백질은 없애는 것을 말합니다. 결국 건강한 단백질로만 네트워크를 구축해 환경에 적응해왔다는 의미입니다.

단백질은 동식물의 생체구조를 구성하거나 물질대사에 꼭 필요한 물질입니다. 생명체 가운데 단백질 네트워크를 건강하게 유지하는 종만이 진화해 살아남는 것입니다.

연구팀은 세균부터 영장류까지 1840종이 자연재해에 직면했을 때 생존하기 위해 어떻게 단백질 네트워크를 구축했는지 분석했습니다. 또 1840종이 가지고 있는 단백질 900만개가 어떻게 상호작용하는지 데이터를 수집했고, 환경에 적합하지 않은 단백질이 생성됐을 때 생물이 어떻게 처리하는지에 대해서도 분석했습니다.

그 결과 모든 종은 심각한 위협에 직면했을 때 살아남기 위해 단백질 네트워크가 환경에 적응하는 전략을 선택했으며, 단백질 네트워크의 건강한 유지를 위해 비정상적인 단백질은 없애 버린다는 사실을 알아냈습니다.

연구팀 관계자는 "단백질 네트워크에서 단백질끼리 상호작용하는 방법은 여러 가지가 있으며 이 중 환경 변화에 가장 적합한 것으로 진화한다는 사실을 알아냈다"면서 "생물들이 단백질 네트워크를 더욱 탄력적으로 만들어오면서 수십억 년에 걸쳐 진화가 일어났다"고 설명했습니다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr