최초의 생명체는 어떻게 시작되었을까?
수십억 년 전, 이 세상에는 오늘날 우리가 생명체로 여기는 존재가 전혀 없었고, 자연에서 발생하는 화학적 및 물리적 과정을 통해 자발적으로 형성된 분자들만을 포함하고 있었다. 그러나 작은 분자들이 서로 결합하고 스스로 복제 가능한 더 큰 분자들을 형성한 순간, 생명의 진화가 발생하기 시작했다.
Wits University 진화 연구소(Evolutionary Studies Institute)의 Pierre Durand 박사는 “생명의 탄생은 우연한 사건임이 틀림없다”라고 말한다. 그는 분자의 작은 가닥이 서로 연결되기만 하면 복제가 가능한 더 큰 분자를 형성한다고 주장했으며, 빅뱅 때문이 아니라 단지 몇 개의 분자만 있으면 생명체의 복제가 발생한다고 믿었다.
지난 5년 동안 박사과정인 Nisha Dhar와 Durand 박사는 이 분자들이 어떻게 연결되는지 알아내려고 노력해왔다. 그것은 RNA World Hypothesis로 알려진 생명 진화 이론의 일부로, RNA 분자가 DNA와 단백질 진화의 시작이라는 이론을 제시한다. 연구팀은 핵산으로 만들어지는 RNA 분자가 효소를 가지고 있어 결합을 가능하게 하여 다른 분자와 라이게이션(Ligation)할 수 있게 한다는 점을 발견했으며, 그 결과를 Journal of Royal Society Open Science에 발표했다.
아주 간단한 RNA 분자는 라이게이션이라 하는 화학반응을 통해 다른 RNA 분자와 결합할 수 있고, 서로 다른 RNA를 무작위로 합하면 복제가 가능한 분자 그룹이 생겨 생명의 과정을 시작할 수 있다고 한다. 결국, 생명의 진화로 이어지는 과정은 오랜 기간에 걸쳐 일어났으며, 여러 단계를 거쳤다. Wits 연구자들은 이러한 중요한 단계 중 하나가 어떻게 일어났는지를 밝혀냈다.
Durand 박사는 “작은 분자들은 매우 난잡하게 다른 분자들과 결합할 수 있다”라고 말했다. 자기결합 활성(self-ligation activity)을 나타낸 가장 작은 분자는 40-뉴클레오티드 RNA였고, 촉매 효율이 가장 낮음에도 그 자체로 결합한 기질에서 가장 큰 기능적 유연성을 보였다. Wits University 인간 진화연구소(Institute for Human Evolution)의 Francis Thackeray는 Durand 박사와 Dhar가 발견한 이 연구는 놀랍게도 146년 전, 이미 찰스 다윈이 제안한 것이라고 설명했다.
