과게에서 진화론 토픽은 항상 돌고 도는 것 같습니다
그리고 아무리 돌고 돌아도 결코 해소되지 않는 두 가지 아쉬운 점이 있었는데요.
하나는 창조설자들이 진화론 역시 결국은 믿는 것 아니냐고 얘기하는 것입니다.
그러나 과학이란 언제나 진리를 추구하는 것으로 과학자는 결코 무언가를 '믿지' 않습니다. 이해하려고 할 뿐입니다.
두 번째로 아쉬운 것은 진화론자들이 '진화의 과정'을 직접 보여달라는 창조설자들의 요구를 불가능한 것이라고 무시하는 것입니다.
과학이 추구하는 최종 진리는 그 어떤 각도에서 보아도 그 어떤 결점도 없는 것으로, '지구가 태양을 돈다.'라는 명제와 같이 명백합니다.
그 명백함을 위해서, 과학은 진리의 입증 과정에서 생기는 그 어떤 무리한 요구라도 그것이 진리를 위한 것이라면 반드시 수행해야 합니다.
불가능할 것 같았던 '지구가 태양을 도는 모습 보여주기'도 인공위성과 허블망원경 등을 통해 단편적인 사진들이나마 제시할 수 있게 되었지요..
왜 현재에는 진화를 하지 않는가, 진화하는 모습을 보여달라고 얘기하는 분들께 보여드리겠습니다.
상당히 최근의 따끈한 사이언스 논문으로, 방글라데시 지역에 장기간 유행한 콜레라가 그 지역 주민들의 유전자를 변화시켰다는 내용입니다.
Cholera Is Altering the Human Genome
2013-07-03 14:35
Cholera kills thousands of people a year, but a new study suggests that the human body is fighting back. Researchers have found evidence that the genomes of people in Bangladesh—where the disease is prevalent—have developed ways to combat the disease, a dramatic case of human evolution happening in modern times.
Cholera has hitchhiked around the globe, even entering Haiti with U.N. peacekeepers in 2010, but the disease's heartland is the Ganges River Delta of India and Bangladesh. It has been killing people there for more than a thousand years. By the time they are 15 years old, half of the children in Bangladesh have been infected with the cholera-causing bacterium, which spreads in contaminated water and food. The microbe can cause torrential diarrhea, and, without treatment, "it can kill you in a matter of hours," says Elinor Karlsson, a computationalgeneticist at Harvard and co-author of the new study.
The fact that cholera has been around so long, and that it kills children—thus altering the gene pool of a population—led the researchers to suspect that it was exerting evolutionary pressure on the people in the region, as malaria has been shown to do in Africa. Another hint that the microbe drives human evolution, notes Regina LaRocque, a study co-author and infectious disease specialist at Massachusetts General Hospital, Boston, is that many people suffer mild symptoms or don't get sick at all, suggesting that they have adaptations to counter the bacterium.
To tease out the disease's evolutionary impact, Karlsson, LaRocque, and their colleagues, including scientists from the International Centre for Diarrhoeal Disease Research in Bangladesh, used a new statistical technique that pinpoints sections of the genome that are under the influence of natural selection. The researchers analyzed DNA from 36 Bangladeshi families and compared it to the genomes of people from northwestern Europe, West Africa, and eastern Asia. Natural selection has left its mark on 305 regions in the genome of the subjects from Bangladesh, the team reveals online today in Science Translational Medicine.
The researchers bolstered the case that cholera was the driving force behind the genomic changes by contrasting DNA from Bangladeshi cholera patients with DNA from other residents of the country who remained healthy despite living in the same house as someone who fell ill with the disease. Individuals who were susceptible to cholera typically carried DNA variants that lie within the region that shows the strongest effect from natural selection.
One category of genes that is evolving in response to cholera, the researchers found, encodes potassium channels that release chloride ions into the intestines. Their involvement makes sense because the toxin spilled by the cholera bacterium spurs such channels to discharge large amounts of chloride, leading to the severe diarrhea that's characteristic of the disease.
A second category of selected genes helps manage the protein NF- kB, the master controller of inflammation, which is one of the body's responses to the cholera bacterium. A third category involves genes that adjust the activity of the inflammasome, a protein aggregation inside our cells that detects pathogens and fires up inflammation. However, the researchers don't know what changes natural selection promotes in these genes to strengthen defenses against the cholera bacterium.
Researchers have identified other examples of infectious diseases driving human evolution, such as malaria in Africa favoring the sickle cell allele, a gene variant that provides resistance to the illness. But they are just starting to search the entire genome for signs of disease effects, and this study is the first to use such methods for cholera.
"I think it's a great example of the impact infectious diseases have had on human evolution," says infectious disease specialist William Petri of the University of Virginia School of Medicine in Charlottesville, who wasn't involved with the study. "It's ambitious, fairly extensive, and very well done," adds medical microbiologist Jan Holmgren of the University of Gothenburg in Sweden. One strength of the work is that it flags genes, such as those involved with the inflammasome, that researchers have implicated in other intestinal illnesses such as inflammatory bowel disease, says genetic epidemiologist Priya Duggal of the Johns Hopkins Center for Global Health in Baltimore, Maryland. "Overall, they make a very nice case."
The findings probably won't lead to new cholera treatments, says LaRocque, because current measures—which rapidly replace the water and electrolytes patients lose—work very well. "The real issue with cholera," she says, "is how do we prevent it," a difficult problem in areas without clean water supplies. But understanding how humans have evolved in response to cholera might help researchers devise more potent vaccines that would provide better protection against this killer, she says.
인류의 진화는 현재진행형: 방글라데시 국민들의 유전체를 변화시킨 콜레라
콜레라는 인간을 공격하여 전세계에서 매년 수천 명의 목숨을 앗아간다. 그러나 인체도 그리 호락호락하게 당하고 있지만은 않다. 인체 역시 콜레라의 공격에 맞서 다양한 반격을 가하고 있는 것으로 보인다. 최근 발표된 한 연구에 의하면, (콜레라가 창궐하는 나라로 유명한) 방글라데시 국민들의 유전체(genome)를 분석한 결과, 인간의 유전체가 콜레라균에 대항하는 나름의 비법을 진화시킨 것으로 나타났다고 한다. 이는 인류의 진화가 화석 상에만 나타나는 케케묵은 개념이 아니라, 현대에도 진행되고 있는 엄연한 현상임을 보여주는 극적인 사례로 간주된다.
콜레라는 세계 어느 곳에서나 기승을 부린다. 예컨대 그것은 2010년 UN 평화유지군을 따라 아이티에까지 진군했을 정도다. 그러나 콜레라의 본거지는 뭐니뭐니 해도 인도와 방글라데시의 갠지즈강 삼각주라고 할 수 있다. 이 지역에서는 매년 천 명 이상이 콜레라로 목숨을 잃는다. 방글라데시의 어린이들은 15살이 될 때까지 절반이 콜레라균에 감염되는 것으로 알려져 있다. "콜레라균은 오염된 물과 홍수를 통해 전파된다. 콜레라는 쏟아붓는 듯한 설사를 초래하며, 치료하지 않을 경우 수 시간 안에 환자의 생명을 앗아갈 수 있다"고 이번 연구의 공동저자인 하버드 대학교의 엘리너 칼슨 박사(컴퓨터 유전학)는 말했다.
연구진은 "콜레라가 오랫동안 방글라데시에서 창궐해 왔으며, 어린이들의 목숨을 앗아감으로써 인구의 유전자 풀(gene pool)을 변화시키는 역할을 했을 것"이라는 점에 착안하여, "콜레라가 방글라데시 국민들에게 - 마치 말라리아가 아프리카 주민들에게 그랬던 것처럼 - 진화적 압력(evolutionary pressure)으로 작용했을 것"이라는 가설을 설정하게 되었다. "상당수의 방글라데시 국민들이 콜레라균에 감염되더라도 경미한 증상을 앓거나 아예 아무런 증상도 보이지 않는다. 이것은 그들이 콜레라균의 공격을 견뎌낼 수 있도록 적응했다는 것을 시사한다"고 이번 연구의 또 다른 공동저자인 매사추세츠 종합병원의 레지나 라로크 박사(감염질환 전문가)는 말했다.
칼슨 박사와 라로크 박사가 이끄는 연구진은 「콜레라가 방글라데시 국민들에게 미친 진화적 영향」을 밝혀내기 위해, 새로운 통계기법을 이용하여 자연도태의 영향 하에 있는 유전체 부분(sections of the genome that are under the influence of natural selection)을 찾아내는 연구에 착수했다. 연구진은 36개 방글라데시 가문으로부터 DNA 샘플을 채취하여 북서유럽 및 동아시아 거주자들의 유전체와 비교분석하였다. 분석 결과, 방글라데시 국민들의 유전체 중 305개 부분에서 자연도태의 흔적이 발견되었다. 연구진은 이상의 연구결과를 정리하여 Science Translational Medicine 7월 3일호(온라인판)에 발표하였다.
연구진은 추가로, 콜레라에 걸린 방글라데시 국민과 (그들과 한 집안에 살면서도) 콜레라에 걸리지 않은 방글라데시 국민들의 DNA를 상호비교한 결과, 자신들의 결론을 뒷받침하는 결과를 얻을 수 있었다. 즉, 콜레라에 저항성을 보이는 사람들은 자연도태에 강한 영향을 받은 DNA 부분(the region that shows the strongest effect from natural selection)에 돌연변이를 보유하고 있는 것으로 드러난 것이다. 연구진에 의하면, 콜레라에 대응하여 진화된 유전자 그룹 중 하나는 칼륨 채널(potassium channels: 염소 이온을 腸으로 방출하는 채널)을 코딩하는 유전자라고 한다. 콜레라 저항성을 가진 사람들의 칼륨 채널이 돌연변이를 일으켰다는 것은 의미가 있다. 왜냐하면 콜레라균이 분비하는 독소는 칼륨 채널을 자극하여 다량의 염소를 분비하게 함으로써, 콜레라의 전형적 증상인 중증 설사를 초래하기 때문이다.
콜레라에 대응하여 돌연변이를 일으킨 두 번째 유전자 그룹은 NF-kB 단백질을 관리하는 유전자다. NF-kB는 염증을 조절하는 주요 단백질인데, 염증은 인체가 콜레라균에 반응하여 가동시키는 메커니즘 중 하나다. 마지막으로, 콜레라에 대응하여 돌연변이를 일으킨 것으로 밝혀진 세 번째 유전자 그룹은 인플라마솜(inflammasome)을 조절하는 유전자인 것으로 나타났다. 인플라마솜은 인간의 세포 안에 존재하는 단백질 덩어리로, 병원충을 탐지하여 염증을 일으키는 역할을 한다. 그러나 연구진은 이들 유전자 그룹 중 어떤 것이 콜레라균에 대한 방어력을 강화시키는 데 결정적으로 기여했는지는 아직 밝혀내지 못했다.
과학자들은 다른 감염성 질환이 인간의 진화에 영향을 미친 사례를 이미 확보하고 있다. 예컨대 아프리카 주민들의 경우 말라리아로 인해 겸상적혈구(sickle cell)를 갖는 사람들이 늘어난 것으로 알려져 있다. 그러나 특정 질병으로 인해 전 유전체(entire genome)가 변형된 사례를 찾아낸 것은 이번이 처음이며, 그 일등공신은 이번 연구에서 사용된 새로운 통계학적 기법[CMS(composite of multiple signals) method]이다.
"이번 연구는 감염질환이 인간의 진화에 영향을 미친 훌륭한 사례를 제시했다"고 버지니아 의대의 윌리엄 페트리 박사(감염질환 전문가)는 논평했다. (페트리 박사는 이번 연구에 참가하지 않았다.) . "연구진은 큰 뜻을 품고 광범위한 연구를 통해 엄청난 결론을 내렸다"고 스웨덴 괴텐버그 대학교의 얀 홀름그렘 박사(의료미생물학)는 말했다. "이번 연구의 강점 중 하나는, 인플라마솜을 조절하는 유전자의 돌연변이를 언급했다는 것이다. 인플라마솜은 다른 장 질환(예: 염증성 장질환)에 관여하는 것으로 밝혀진 바 있다"고 존스홉킨스 대학 소재 글로벌 건강센터의 프리야 두걸 박사(유전역학)는 말했다.
"이번 연구는 새로운 콜레라 치료법을 개발하는 데 도움이 되지 않을지도 모른다. 왜냐하면 현행 콜레라 치료법(환자가 상실한 물과 전해질을 신속히 보충해 주는 방법)이 매우 잘 작동하고 있기 때문이다. 그러나 콜레라와 관련된 진정한 이슈는 치료가 아니라 예방이다. 깨끗한 상하수도 시설이 갖추어지지 않은 지역에서 콜레라를 예방한다는 것은 매우 어려운 과제다. 하지만 인간이 콜레라에 대응하여 진화시킨 메커니즘을 이해하면, 콜레라 감수성에 관여하는 유전적 요인을 알 수 있고, 보다 강력한 콜레라 백신을 개발함으로써 콜레라를 예방하는 데 기여할 수 있을 것으로 본다"고 연구진은 말했다.
출처;
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-07-10
요약하면 방글라데시 지역에서 오랜 기간 유행한 콜레라가 방글라데시 국민들의 유전체(genome)의 305군데에서 변화를 일으켰으며,
방글라데시 국민들은 콜레라에 감염되어도 매우 경미한 증상을 앓거나 아예 아무런 증상도 보이지 않는다는 것입니다.
