지구상의 생명은 약 38억 년 전에 탄생했다고 하며, 원시의 지구로부터 도대체 어떻게 생명이 탄생했는지는 큰 과학상의 주제가 되고 있다. 체코의 프라하 카렐 대학과 미국의 존스 홉킨스 대학 등의 연구팀이, 생명을 형성하는 단백질이 원시 지구에서 어떻게 합성되었는지를 조사한 연구에서, 단백질의 구성 요소인 20여 가지의 아미노산이 왜 선택되었는지, 아미노산의 조합이 그 후의 생명에 어떤 영향을 주었는지에 대한 수수께끼의 일단이 밝혀졌다.
전체 아미노산 중 단백질의 구성요소가 되는 것은 22종이며, 진핵생물은 그 중 21종, 사람을 포함한 많은 동물은 20종의 아미노산으로 구성되어 있다. 아미노산을 "문자"에 비유하면, 단백질은 문자를 정렬해서 할 수 있는 "말"이고, 생명은 말을 조합해서 구성되는 "문장"이라고 할 수 있다.
지구상의 모든 생물은 인간에서부터 박테리아, 고세균에 이르기까지, 공통된 약 20개의 아미노산의 조합으로 구성되어 있고, 이러한 아미노산은 원시 지구의 대기나 운석 파편에서 선택된 10종의 "초기 아미노산"과 그 후에 추가된 10종의 "후기 아미노산"으로 구성되어 있다고 생각되지만, 천연에 존재하는 500종류 이상의 아미노산에서 왜 약 20종의 아미노산만이 선택되었는지는 불분명.
그래서, 존스 홉킨스 대학의 생물물리학자인 스티븐 프리드 씨 등의 연구팀은, 생명 탄생 전 지구에서 풍부했던 다양한 아미노산의 조합을 실험실 내에서 재현해, 원시 단백질 합성을 모방하는 실험을 실시했다.
실험 결과, 고대 유기화합물은 단백질 폴딩(접기)에 가장 적합한 아미노산을 선택해 삽입한 것으로 나타났는데, 단백질의 모양과 폴딩은 다른 분자나 주변 환경과 어떻게 상호작용하는지를 결정하기 때문에, 단백질의 기능에 매우 중요하다. 연구팀은, 특히 나중에 추가된 10가지 "후기 아미노산"이 단백질 기능을 수행하는 데 탁월했기 때문에 구성 요소로 선택된 것으로 보고 있다.
과학계 매체 Science Alert는, "즉, 단백질 합성 단계에서 진화나 자연 도태가 진행되었다고 할 수 있습니다. 가장 구하기 쉬운 아미노산이 선택된 것이 아니라, 특정 일에 가장 적합한 아미노산이 선택된 것입니다.'라고 말한다.
프리드 씨는, "다윈적 진화를 하려면, DNA나 RNA 같은 유전분자를 단백질로 바꾸는 세련된 방법이 필요합니다. 하지만 DNA를 복제하는 데도 단백질이 필요하고, 닭이 먼저냐 달걀이 먼저냐의 문제가 있습니다. 우리의 연구는 다윈적인 진화 이전에 자연이 유용한 성질을 가진 구성 요소를 선택할 수 있었음을 밝혀줍니다", "기본적으로, 단백질 폴딩은 지구상에 생명이 존재하기 이전부터 생명의 진화를 가능하게 했습니다. 생물학이 생기기 전부터 진화가 가능했고, DNA가 생기기 전부터 생명에 유용한 화학물질의 자연 도태가 된 것입니다"라고 말하고 있다.
이번 연구는 지구상 생명의 기원뿐만 아니라, 다른 행성에 존재하는 생물의 가능성에 대해서도 시사하는 것. 프리드 씨는, "우주는 아미노산을 너무 좋아하는 것 같습니다. 어쩌면 다른 행성에서 생명을 찾았다고 해도 지구상의 것과 크게 차이가 없을지도 모릅니다"라고 말한다.
