세포막의 구성 요소가 우주에서 왔을까

문광주 기자 / 기사승인 : 2021-05-25 23:01:56
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* 천문학자들이 처음으로 성간 분자 구름에서 에탄올 아민을 발견
* 구름의 복사 스펙트럼에서 그들은 인지질 막의 유기 성분의 특징을 찾았다.
* 생명의 세 가지 하위 시스템의 구성 요소가 성간 매체에 존재한다면 외계 천체에서 생명체 출현할 가능성 더 높다.

세포막의 구성 요소가 우주에서 왔을까?

천문학자들이 성간 구름에서 인지질 성분 에탄올아민을 검출

우주 기원 :
최초의 세포막의 중요한 구성 요소는 원래 우주에서 원시 지구로 왔을 수 있다.
천문학자들이 처음으로 성간 분자 구름에서 에탄올아민을 발견했다. 이 분자는 전형적인 인지질 이중막의 친수성 "머리"를 형성하는 분자다. 이것은 세포의 세 가지 필수 하위 시스템의 구성 요소가 모두 우주에 나타남을 의미한다. 또한 외계 생명체에 새로운 빛을 비춘다. 

▲ 인지질 세포막의 구성 요소인 에탄올 아민은 성간 분자 구름에서 나온다.

© NASA / JPL; Victor M. Rivilla, Carlos Briones


우리 행성에서 최초의 살아있는 세포가 어떻게, 어디서, 언제 형성되었는지는 아직 명확하지 않다. 분명한 것은 이러한 세포에는 유전 정보를 전달하고 전달하는 RNA 또는 DNA와 같은 유전 분자, 세포 대사를 유도하는 단백질과 같은 생체 분자, 마지막으로 화학 물질을 보호하는 껍데기의 세 가지 기본 하위 시스템이 필요하다는 것이다. 이 막은 세포 내부의 화학적 프로세스를 외부 세계로부터 보호한다.

이러한 하위 시스템 중 두 개에 대한 구성요소의 경우, 적어도 일부가 우주에서 어린 지구에 도달했을 수 있다는 표시가 있다. 운석과 혜성뿐만 아니라 우주 분자 구름에서도 천문학자들은 이미 아미노산, DNA 빌딩 블록 및 복잡한 유기 분자를 감지했다.

우주에서 발견된 인지질 막의 "머리“

이제 우주의 영향이 생명의 세 번째 하위 시스템인 세포막에도 역할을 했을 수 있다는 징후가 있다. 이것은 마드리드 천체 생물학 센터의 빅토르 리빌라(Victor Rivilla)와 그의 팀이 전파 망원경으로 우리 은하의 중심 근처에 있는 차가운 분자 구름을 면밀히 관찰했을 때 발견됐다. 이 구름의 복사 스펙트럼에서 그들은 인지질 막의 유기 성분의 특징을 찾았다.
대부분의 세포를 둘러싸고 있는 이중층 껍질이다.

천문학자들은 실제로 그들이 찾고 있던 것을 발견했다.
그들은 에탄올아민(NH2CH2CH2OH)의 스펙트럼 특징을 발견했다.
연구진은 "이 분자는 세포막에서 발견되는 가장 단순하고 두 번째로 흔한 인지질의 친수성-물을 좋아하는-머리를 형성한다"고 설명했다. 이 분자는 이미 운석에서 발견됐지만 그 기원은 불분명하다.

성간 먼지 입자에 형성

은하 분자 구름에서 에탄올 아민을 처음으로 발견 한 결과이 중요한 세포막 구성 요소가 우주에서도 자유롭게 발생하고 우주 구름에서 분명히 발생할 수 있음을 보여준다.
스펙트럼 데이터에 따르면, 분자 구름에 약 100억 개의 수소 원자에 대해 약 1개의 에탄올 아민 분자가 있다. 작은 것 같지만 연구자들에 따르면 유기 분자의 경우 상대적으로 많은 양이다.

"우리의 결과는 에탄올 아민이 우주에서 효율적으로 생산된다는 것을 나타낸다"고 Rivilla와 그의 팀은 말한다. 그들은 일반적인 인지질의 이 성분이 먼지 입자의 표면에서 다양한 탄화수소 화합물의 반응에 의해 형성되었다고 추측한다. 이러한 전구체 중 일부는 분자 구름의 스펙트럼에서도 검출될 수 있다.

▲ 통합 단백질, 매트릭스 및 이중층 구조를 가진 세포막의 상세한 표현. 전형적인 세포막은 외부에 친수성 "머리"가 있고 내부에 발수성 탄화수소 사슬로 만들어진 두 개의 발수성 "꼬리"가 있는 이중층 인지질로 구성되다.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cell_membrane_detailed_diagram_de.svg


생명의 세 가지 하위 시스템 모두의 우주적 기원

천문학자에 따르면, 그들의 결과에 따르면 에탄올 아민과 같은 세포막 성분은 지구나 희귀 운석 내부에만 존재하는 것이 아니다. 그들은 성간 공간의 많은 부분을 채우는 차가운 분자 구름의 일부로 보인다. 이것은 이러한 우주 구름이 오래전부터 생각했던 것보다 훨씬 더 다양한 복잡한 유기 분자를 포함하고 있다는 증거가 증가하고 있음을 확인시켜준다.

"이 발견은 성간 매체에서 리보뉴클레오타이드와 아미노산의 초기 증거를 보완한다"고 Rivilla와 그의 동료들은 말한다. 이것은 생명의 세 가지 하위 시스템의 구성 요소가 성간 화학에 의해 합성될 수 있다는 것을 의미하며, 따라서 태양계가 한때 형성되었던 물질의 일부가되었다.”

외계인의 삶이 점점 더 가능성이 높아지고 있다.

동시에 새로운 발견은 외계 생명체를 찾는 데도 중요하다.
생명의 세 가지 하위 시스템의 구성 요소가 성간 매체에 존재한다면 아마도 다른 행성 시스템과 행성의 일부일 것이다. 따라서 외계 천체에서 생명체가 출현할 가능성이 더 높다.

"이것은 지구상의 생명의 기원에 관한 이론뿐만 아니라 우주 전역의 다른 거주 가능한 행성과 달에도 중요한 의미를 갖는다"고 Rivilla와 그의 동료들은 말했다.
(Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021; doi: 10.1073/pnas.2101314118)

출처: Proceedings of the National Academy of Sciences[더사이언스플러스=문광주 기자]

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