삶의 모든 개념에 도전하는 생물들
수십 년 동안 바이러스는 스스로 번식할 수 없고, 스스로 에너지를 생성할 수 없으며, 숙주에서 분리되면 완전히 비활성화되기 때문에 논란의 여지가 있는 주제였습니다.
미세한 유기체는 우리가 생명과 무생명의 경계를 이해하는 방식을 뒤흔들 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다(사진: 호세 A. 베르나트 바세테).
하지만 세포에 침투하면 바이러스는 무서운 속도로 복제되어 스페인 독감이나 코로나19와 같은 팬데믹을 초래합니다. 바로 이러한 "양면"의 존재 때문에 바이러스는 생명과 무생물의 "회색 지대"로 여겨집니다.
그러나 수쿠나아르카이움 미라빌레는 바이러스와 비슷하면서도 다른 특징을 모두 가지고 있어 훨씬 더 복잡합니다. 독립적인 대사 경로가 거의 없고, 생존을 위해 숙주에 전적으로 의존해야 하지만, 리보솜과 mRNA를 합성할 수 있는 능력을 가지고 있습니다.
이는 바이러스에는 전혀 존재하지 않는 단백질 생산의 핵심 구성 요소입니다.
이로 인해 수쿠나고균은 전례 없는 "하이브리드" 위치에 놓이게 되었으며, 살아있는 세포의 근본적인 특성인 극도의 의존성과 일정 수준의 자율성을 모두 보여줍니다.
연구 저자들에 따르면, 이러한 상황은 최소한의 세포 생명체와 바이러스 사이의 기능적 경계에 도전하며, 과학계 가 우리에게 익숙한 생명체의 정의를 재고하도록 강요하고 있습니다.
우연한 발견과 초미니멀리즘 게놈
료 하라다(Ryo Harada, 캐나다 달하우지 대학교)가 이끄는 연구팀이 해양 플랑크톤인 Citharistes regius의 유전체를 시퀀싱하던 중, 수쿠나고균 의 발견이 완전히 예상치 못한 일이었습니다.
이 과정에서 그들은 알려진 어떤 종과도 일치하지 않는 이상한 DNA 고리를 발견했습니다. 광범위한 분석 끝에 연구팀은 이 생물이 박테리아, 진핵생물과 함께 생명의 세 가지 주요 영역 중 하나인 고균에 속한다는 것을 확인했습니다.
고균은 혹독한 환경에서도 생존할 수 있는 능력으로 알려진 단세포 생물의 고대 그룹입니다.
수십억 년 전, 식물과 동물의 조상인 진핵세포가 진화한 것은 바로 이 가지에서 비롯되었습니다. 따라서 수쿠나고균의 발견은 생명의 지도에 새로운 연결 고리를 더할 뿐만 아니라 진화의 초기 단계에 대한 실마리를 제공합니다.
가장 놀라운 점은 유전체가 얼마나 미니멀한지입니다. 수쿠나고균(Sukunaarchaeum)은 단 23만 8천 개의 DNA 염기쌍을 가지고 있는데, 이는 이전에 알려진 가장 작은 고균 유전체(49만 개의 염기쌍)의 절반에도 못 미치는 크기이며, 여러 대형 바이러스의 크기와 거의 같습니다.
이를 좀 더 이해하기 쉽게 설명하자면, 일반 박테리아는 수백만 개의 염기쌍으로 이루어진 유전체를 가질 수 있습니다. 이러한 단순화는 수쿠나고균이 기생 생활 방식에 최대한 적응하여 복제, 전사, 번역에 필요한 최소한의 유전자만 유지하면서 거의 모든 독립적인 대사 능력을 제거했음을 시사합니다.
또한 수쿠나고균 유전체는 고균의 매우 오래된 계통에 속한다는 유전적 징후도 발견했는데, 이는 이 생물이 지구상 생명의 가장 초기 단계를 반영하는 "살아있는 화석"일 가능성을 시사합니다.
진화적 중요성과 과학에 대한 큰 질문
수쿠나고균의 발견은 생물다양성에 대한 우리의 이해를 확장할 뿐만 아니라, 이 생물이 원시 세포가 급격히 축소되어 기생충이 된 증거인지, 아니면 반대로 살아있는 세포에 필수적인 추가 기능을 진화시킨 바이러스인지에 대한 의문을 제기합니다.
이는 무기물에서 완전히 기능하는 살아있는 세포로 전환하는 과정에서 중간 단계를 반영하는, 잃어버린 연결고리일 수 있습니다.
이번 발견은 혹독한 환경 조건으로 인해 이상한 생명체가 생겨날 수 있는 해저와 같이 탐사가 거의 이루어지지 않은 생태계에 훨씬 더 많은 비전통적인 생명체가 숨어 있을 수 있음을 시사합니다.
지구상에 수쿠나고생물과 같은 잡종 유기체가 있다면 지구 밖의 극한 환경에서 생명체를 발견할 가능성은 더욱 커집니다.
출처: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/phat-hien-sinh-vat-lo-lung-giua-su-song-va-khong-phai-su-song-20250703064321783.htm
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