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태초 생명의 기원에 결정적인 역할을 한 붕소 함유 미네랄

Posted at 2005-12-04 03:33:49

지구 생명체 출현에 붕사함유 미네랄이 결정적인 역할을 했다는 연구결과가 플로리다대학(University of Florida) Steven Benner 연구진에 의해 제기되었다. 저명한 과학잡지 사이언스(Science) 최신호를 통해 공개된 연구보고서에서 Benner 연구진은 회붕광(colemanite) 이라는 이름으로 알려져 있는 붕사 함유 미네랄이 성간물질에서 발견되는 포름알데히드(formaldehyde)와 글라이콜알데히드(glycolaldehyde) 등의 유기물질을 RNA에서 구성하는 리보오스(ribose)와 같은 오탄당(pentose) 합성에 결정적인 역할을 했을 것이라고 연구진은 주장했다. 연구진의 이번 발표는 30억년전 지구에서 처음 생명체가 탄생하던 순간에 대한 미스테리 해결에 중요한 단서를 제공하는 듯 하다. 연구진은 1953년 Stanley Miller가 처음 시도한 그 유명한 실험과 유사한 실험을 시도했다. 50여년전 Miller는 원시지구 대기에서 방전현상에 의해 단백질 합성에 필요한 아미노산들이 합성되었다고 생각하고, 이를 실험을 통해 입증하였다. 하지만 Miller는 이 실험을 통해 유전물질을 만드는데 필요한 당(sugar)을 확인하지는 못했다. Benner 교수는 리보오스와 같은 당 분자는 Miller의 실험과 같은 조건에서는 너무 불안정해서 살아남을 수 없었을 것이라고 말한다. 리보오스뿐만 아니라 대부분의 당 화합물들이 Miller가 생각한 고에너지 상태의 환경에서는 모두 타르로 변하고 말 것이다. Miller 자신도 1995년에는 자신이 생각한 생명 탄생 이전의 환경에선 리보오스와 같은 유전물질을 찾을 수 없다는 사실을 시인한 바 있다. Benner 교수가 성간물질에 포함된 유기화합물 전구물질(precursor)로부터 당 화합물이 생성되었을 것이라고 주장하는 이유가 여기에 있다. Benner 교수가 생명탄생 이전의 환경에서 리보오스 합성에 원천으로 사용된 전구물질로 지목한 포름알데히드나 글라이콜알데히드는 성간물질에서 발견되는 유기물질로 그 당시 지구에서도 발견되었을 것으로 추측된다. 이러한 Benner 교수의 추측은 설득력이 높다. 실제로 이 화합물들은 이용하면 염기성 조건에서 오탄당 화합물의 합성이 가능하기 때문이다. 하지만 이들 오탄당 화합물은 이 조건에서 빠르게 분해되어 타르 형태의 갈색 고분자성 혼합물을 형성하고 만다. 하지만 ‘회붕광’ 이라는 미네랄을 동일한 조건에 첨가하면 놀랍게도 당 화합물이 안정화되어 분해가 일어나지 않는다는 사실이 연구진에 의해 발견되었다. 회붕광은 미국 캘리포니아주에서 네바다주에 걸쳐 위치해 있는 ‘죽음의 계곡(Death Valley)’에서 처음 발견된 광물로 붕소를 함유하고 있다. Benner 교수는 이 발견 이후 울렉사이트(ulexite)와 커나이트(kernite)처럼 회붕광과 유사한 붕소함유 미네랄도 동일한 반응특성을 나타낸다는 사실도 발견했다. 하지만 울렉사이트와 커나이트는 회붕광 보다 훨씬 생활 주변에서 발견하기 쉬운 미네랄이라는 점이 다르다. 이러한 사실은 생명탄생 이전의 지구에서 이와 같은 반응이 흔히 나타났을 가능성을 시사하는 것이다.&nbsp; 사실 유기화학자들은 붕소 화합물이 리보오스와 같은 화합물과 착화합물을 잘 형성한다는 사실을 오래전부터 알고 있었다. 그리고 미네랄이 생명의 기원에 중요한 역할을 했을 것이라는 것도 생명발생 이전의 시대를 연구하는 과학자들의 오랜 믿음 이었다. 하지만 이러한 두 가지 생각을 하나로 묶어낸 사람은 Benner 교수가 처음이라는 점에 놀라움을 금할 수 없다.

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