뜨거운 온천에서 발견된 자가 복제 원형 RNA

 

(Credit: Robert Schrader from Pexels)

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RNA는 최초의 생명체를 언급할 때 가장 자주 거론되는 후보입니다. 지구 생명체는 유전 정보를 DNA에 저장한 후 이 정보를 RNA에 옮겨 적어서 최종적으로 단백질을 만듭니다. 결국 실제 생명활동은 효소와 다영한 작용을 할 수 있는 단백질의 몫입니다.

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최초의 생명체 비슷한 물질은 이런 복잡한 구조를 처음부터 가질 수 없었을 것입니다. 그래서 이 대목에서 RNA가 유력한 후보로 등장합니다. 단백질은 정보를 저장할 수 없고 DNA는 효소로 작용할 수 없는 반면 RNA는 둘 다 가능하기 때문입니다. 그래서 누구의 도움도 없이 스스로 복제가 가능합니다.

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비록 RNA는 DNA처럼 정보를 안정적으로 저장하기 어렵고 단백질처럼 효과적인 효소는 되지 못합니다. 그래도 초기에는 둘 다 가능해한 RNA가 이 기능을 혼자 수행하다 결국 단백질과 DNA의 도움을 받았다는 RNA 월드 가설이 지지를 받고 있습니다. 그럴듯한 다른 대안이 부족하기 때문입니다.

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흥미롭게도 과학자들은 뜨거운 온천에서 자가복제가 가능한 RNA들을 찾아냈습니다. 이런 환경은 지구 초기에 흔했다고 생각되기 때문에 더욱 주목받을 수밖에 없습니다.

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최근 일본 쓰쿠바 대학 연구팀은 고온의 온천 환경에서 이전에 알려지지 않았던 자가 복제 원형 RNA (self-replicating circular RNA )를 발견했다고 보고했습니다.

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지금까지 고온 환경에서 발견된 자가 복제 RNA는 주로 선형 게놈 (linear genome)을 가진 RNA 바이러스였습니다. 그러나 이번에 새로 발견된 RNA는 기존의 선형 RNA 바이러스와는 다른, 복제 능력을 가진 원형 RNA입니다. 이 연구 결과는 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 에 게재되었습니다.

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고온의 온천 미생물 군집에서 발견된 이 자가복제 원형 RNA는 염기서열이 기존의 원형 RNA는 물론 고온 환경에 적응된 바이러스의 선형 RNA와도 달라 고온 극한 환경에서 다양한 RNA가 존재할 수 있음을 보여주고 있습니다.

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초기 지구는 수많은 소행성 충돌로 다수의 열수분출공 및 온천 환경이 존재했을 것이며 여기에서 생명체가 탄생했을 가능성이 항상 제기되어 왔습니다. 이번 연구가 이 주장에 대한 근거를 제시하는 것은 아니지만, 가능성을 높였다고 할 수 있습니다. 특히 바이러스 RNA가 아니라 자기 스스로 복제하는 RNA라는 점에서 그렇다고 할 수 있습니다.

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그리고 이 연구는 앞으로 고온에서 안정적인 원형 RNA를 이용한 합성생물학(Synthetic Biology)이나 다른 천체에서 생존할 수 있는 외계 생명체나 그 전구 물질에 대한 영감을 줘 천체생물학(Astrobiology)에서도 유용한 결론을 내는데 도움을 줄 것으로 기대됩니다.

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참고

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https://phys.org/news/2026-04-selfreplicating-circular-rna-persists-extreme.html

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Syun-ichi Urayama et al, Identification of hot spring Obelisk-like RNA replicons and expanded diversity of the Obelisk superfamily, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-71096-6