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생명의 DNA는 4글자인데, 세균 효소가 합성 8글자도 읽었다
모든 알려진 생명이 쓰는 DNA 네 글자에 합성 염기 네 개를 더한 ‘8글자 유전 알파벳’을 대장균의 RNA 중합효소가 읽고 RNA로 옮길 수 있다는 사실이 확인됐습니다. 9월 2일 Nature Communications 논문은 P:Z와 B:S라는 두 합성 염기쌍이 자연 염기쌍과 비슷한 방식으로 효소의 활성 부위에 들어가는 구조를 보여 줬습니다.
8글자 DNA로 새로운 생명체를 만들었거나 사람 세포에서 치료 기능을 입증한 연구는 아닙니다. 정제한 세균 효소와 짧은 핵산을 사용한 시험관 실험이며, 세포 안에서 복제·전사·번역이 안정적으로 이어지는지는 별도의 문제입니다.
8글자는 무엇을 뜻하나
자연 DNA의 A·T·C·G에 P·Z·B·S라는 합성 염기를 보탠 체계입니다. 서로 짝을 이루는 방식은 자연 염기처럼 모양과 수소결합 규칙을 이용하지만, 자연계에서 그대로 발견되는 문자는 아닙니다. 글자가 늘면 같은 길이의 DNA가 가질 수 있는 서열 조합과 화학 기능이 크게 늘어납니다.
효소는 어떻게 읽었나
연구진은 대장균 RNA 중합효소가 합성 염기 앞에서 RNA 글자를 붙이는 속도와 정확도를 측정했습니다. 이어 2.42~2.75옹스트롬 해상도의 극저온 전자현미경 구조 네 개로 효소와 염기가 맞물리는 모습을 확인했습니다. P:Z와 B:S 쌍은 자연 염기와 비슷한 기하 구조를 취했습니다.
오류는 없었나
Z는 조건에 따라 자연 염기 G와 잘못 짝지을 수 있었습니다. 연구진은 Z의 화학기를 바꾼 Z* 유사체를 만들어 이 잘못된 결합을 줄였습니다. 이는 8글자 체계가 이미 완벽하다는 증거가 아니라, 오류 원인을 구조에서 찾아 조정할 수 있다는 결과입니다.
왜 중요한가
더 많은 화학 문자를 안정적으로 읽을 수 있다면 특정 단백질이나 세포에 잘 붙는 핵산, 새로운 진단 분자, 자연계에 없는 기능을 가진 생체재료를 설계할 여지가 커집니다. 하지만 실제 제품에는 세포 내 안정성, 독성, 복제 정확도와 생물안전성 검증이 필요합니다.
다음 질문은 무엇인가
세포 안에서 합성 염기가 오랫동안 유지되는지, DNA 복제와 단백질 번역까지 정확히 연결되는지 확인해야 합니다. 유출된 합성 염기가 자연 생태계에서 유지될 가능성도 평가해야 합니다. 지금의 결론은 자연 효소가 8글자 전사의 핵심 한 단계를 수행했다는 것입니다.