(인터뷰 번역 계속: 번역을 하며 모르는 것들을 찾아보면서 도움이 될만한 자료 화면도 추가했습니다. )
Q. What are the challenges with the chemical building blocks of life?
생명을 만들기 위한 화학적 구성 요소를 만드는 작업에 난관이 무엇이 있나요?
A: there have been many people that have tried in origin of life research to make the chemical building blocks for life.
많은 사람들이 생명의 기원 연구를 통해 생명을 위한 화학적 초석(础石/building block)을 만들어 보려고 노력했습니다.
The vast majority of the chemical building blocks are chiral - which means they have a non-superimposable mirror images, a mirror image just like our hands - the left hand and the right hand are non-superimposable images.
대부분의 화학적 구성요소는 우리의 양손과 같은 대칭(키랄/카이랄/경상체鏡像體)*, 즉 오른손과 왼손은 서로 겹칠 수 없는 (대칭) 이미지 입니다.
They are mirror images but they can’t be superimposed. And that’s why a left-handed glove doesn’t fit on the right hand.
이 구성 요소들은 거울에 비친 이미지 같이 겹칠 수 없습니다.(그게 왼손 장갑이 오른손에 맞지 않는 이유이죠)
The vast majority of biological molecules are handed like that. To make them hand, it is difficult.
대부분의 생물 분자들은 그렇게 결합되어 있습니다. 그 분자들이 결합되게 하는 건 어려워요.
We know how to do that in synthetic chemistry. It’s never easy.
합성화학에서는 어떻게 하는 지 알고 있습니다. 전혀 쉽지 않아요.
Using prebiotic environment. It’s never been successful.
전생물(前生物)적, 생물이 존재하기 전 환경(prebiotic environment)(을 가정한 상황)에서 성공한 적이 없습니다.
Some have said, well this could happen on a chiral crystal. One can get small enhancements, but not nearly what you need and it’s never been demonstrated. Even with all the intellect that people have put behind trying to do this - with chiral crystals, and chiral layered environments and chiral clay environments.
어떤 이들은 이게 카이랄 크리스탈로는 가능하다고 합니다. 아주 작은 개선을 얻어낼 수 있지만 그건 우리가 필요한 것과 거리가 멀고 아직까지 시연된 적이 없습니다. 카이랄 크리스탈로, 카이랄 레이어의 환경과 카이랄 클레이(키랄 점토??)에서 이걸 해내기 위해 많은 지식인들을 투여했는데도요.
The chemicals that are needed for life are more than just carbon and water.
생명을 위해 필요한 화학물들은 그저 탄소와 물만이 아닙니다.
The structures that are needed- one needs the amino acids. The amino acids then have to hook together to form proteins. It’s not easy to get amino acids to hook together.
필요한 구조를 위해서는 아미노산*이 필요합니다. 아미노산이 단백질을 형성할 수 있도록 엮어주죠. 그리고 아미노산들이 서로 연결되게 하는 건 쉽지 않습니다.
One can get very small amounts if you just add a catalyst to it, but the yields are extremely low.
우리가 촉매제를 넣으면 아주 소량을 얻을 수 있지만 수율(收率)이 극히 낮아요.
There are many activation steps that are needed to get this efficiently.
이걸 효율적으로 얻기 위해선 많은 활성화 단계를 거쳐야 합니다.
In nature, in biology, once you have life, this is all done with nature’s little nano machines called enzymes.
자연에서 생명체가 존재한 후에는 이 모든 건 자연 속의 작은 나노 머신, 효소를 통해서 이루어 집니다.
But what we’re talking about is prebiotic. Long before enzymes themselves are made, and the enzymes themselves are made out of amino acids and proteins.
하지만 우린 지금 전생명의 시점, 생명이 존재하기 전의 환경을 얘기하고 있습니다. 효소들이 만들어지기 이전이고, 그 효소들 역시, 아미노산과 단백질로 만들어져있습니다.
Then after we have the amino acids, we’ve got to have the carbohydrates. The carbohydrates are another class of molecules.
아미노산을 얻은 후, 우리는 탄수화물이 있어야 합니다. 탄수화물은 다른 종류의 분자입니다.
And then you have to hook the carbohydrates together, the carbohydrate hooking together pattern is extremely complex.
그리고 이 탄수화물들을 조합되게 해야 합니다. 탄수화물을 엮는 패턴은 극도로 복잡합니다.
Just the carbohydrates, the simple carbohydrate d-Mannose, if you make six units of that d-mannose. That d-mannose can be hooked together, in over one trillion different combinations-depending on how they’re branched, and what the constitution is, of the primary linkage point.
탄수화물만, 단순한 carbohydrate d-Mannose를 만들면, 그 d-Mannose는 서로 연결할 수 있습니다. 분기방식과 구성과 주요 연결점에 어떻게 연결되냐에 따라 그걸 조합할 수 있는 경우의 수는 1조가 넘습니다.
Over 12 trillion combinations and only one works. Only one will work.
12조의 조합 중, 단 하나만 제대로 작용합니다. 딱 하나만요.
How do you get that now?
그걸 어.떻.게 얻냐구요?
You also have to have the lipids. Lipids have to have two tails, not one.
또 지질이 필요하죠. 지질은 꼬리가 하나가 아니라 두 개가 있어요.
If you have the mono ACO lipid that destabilizes any lipid bilayer and these also have chiral centers.
만약에 어떤 지질2중층을 불안정하게 하는 단일 ACO지질이 있으면 이것들은 비대칭중심 이 있습니다.
Again, how is that done, in prebiotic system? Nobody knows.
다시 한 번 (강조하지만), 그게 생명이 시작되기 이전의 (환경)체계에서 어떻게 구현됐는지? 아무도 모릅니다.
and then you have to have the nucleic acids and, so you have to have the nucleases and those nuclear bases to somehow hook very cleanly, to a carbohydrate that had to independently be made. And then you have your nucleotide that then had with a phosphate group on there, that then has to hook together. Again, that’s only done by enzymes.
그리고 핵산들이 필요하고, 뉴클레아제*와 nuclear base가 아주 깔끔하게 독립적으로 만들어진 탄수화물과 연결되게 해야 합니다. 그리고 (핵산의 구성 성분) 핵산염기(nucleotide)가 인산기(燐酸基)와 연결되야 합니다. 다시 한 번 말씀드리지만, 그건 효소들을 통해서만 가능해요.
We don’t know how to do that cleanly before there’s enzymes.
우리는 효소가 존재하기 전에 이걸 깔끔하게 해내는 방법을 모릅니다.
All of those pieces, we don’t know how to make.
이 모든 조각들이 있는데 어떻게 만들어야 하는 지 몰라요.
Let alone hook together.
연결되게 하는 건 둘째치고요.
Q. Could laws not yet discovered have helped in the origin of life?
생명의 기원에 도움이 될만한 아직 발견되지 않은 어떤 법칙이 있지 않을까요?
A: Some might suggest that there are certain laws that we don’t yet know. Undefined laws that would dictate the origin of first life. It’s very hard to comment on something that we don’t know anything about.
어떤 이들은 아직 우리가 모르는 어떤 법칙이 있을 거라고 얘기할 수 있습니다. 첫 생명체의 탄생을 만들어낼 아직 정의되지 않은 법칙이요. 저희가 아무 것도 모르는 것에 대해 코멘트 하기는 굉장히 어렵습니다.
However, one would have to have law upon law upon law upon law one after another after another, to make the requisite molecules needed for life.
하지만, 생명에 필요한 분자를 만들기 위해선 한 법칙 위에 또 다른 법칙, 그 법칙 위에 또 다른 법칙이 필요할 겁니다.
And then to have those requisite molecules assembled.
그리고 그 필수 분자들을 조합해야 하죠.
Because even if one had the molecules, which is very hard to do, how do you do the assembly? We don’t know how to do that now.
왜냐하면 분자를 만드는 것 자체도 어려운데, 분자들을 조립하는 것도 어떻게 하죠? 아직 우리는 그걸 어떻게 하는 지 모릅니다.
If there’s some laws to do this - remember, just the interactome-just protein-protein interactions, within a single yeast cell, the 3,000 proteins, it’s 10 to the 79 billion power (10^79billion) on the possible combinations of just the interactome.
만약 어떤 법칙들이 이걸 해낼 수 있다면 - 아셔야하는 게 있습니다. 하나의 효모균 세포 내의 단백질-단백질간의 상호작용인 인터액톰(interactome) 안에 3,000개의 단백질이 있고, 단순히 인터액톰의 조합가능한 경우의 수가 10의 790억승 개입니다.
How do you get those to order?
그것들을 어떻게 정렬하죠?
Of course, there is a large cascades of arrays that can get these to order, but that always has life spawning life.
물론, 이것들을 정렬 할 수 있는 엄청난 양의 배열이 있지만, 그건 언제나 생명이 생명을 낳는 경우 입니다.
We don’t dehydrate cells, and get them to work together again.
우리는 세포가 제대로 기능하게 하기 위해서 세포를 탈수상태가 되게 하지 않습니다.
Cells will split and pass that information along to other cells.
세포는 분열하고 그 정보를 다른 세포에게 전달합니다.
We don’t know how to spark these things. And it can’t happen from a single unknown law.
우리는 어떻게 이런 걸 시작할 수 있게 하는 지 모릅니다. 그리고 그건 우리가 모르는 어떤 법칙 하나로 시작될 수 없습니다.
You’d have to have unknown law upon law upon law upon law…
엄청나게 많은 '아직 모르는 법칙' 위에 또 다른 법칙 위에 또 다른 법칙이 있어야 할 겁니다.
Takes a lot of faith to do that.
그걸 믿기엔 엄청난 '믿음'이 필요하죠.
I am not sure I have that level of faith, but if they do, good for them.
전 그 정도의 믿음이 없습니다. 하지만 그들에게 있다면 축하할 일이네요. (비아냥...)
Q. How complex is a “simple” cell ?
"단순" 세포는 얼마나 복잡한가요?
Every year we understand more about the complexity. So we are more befuddled now than we were in 1952.
매년 우리는 그 복잡성에 대해 알아가고 있습니다. 1952년보다 지금이 훨씬 더 어리둥절한 상태입니다.
Because we found that this is not just a massive protoplasm, highly complex envirionement.
이게 그저 거대한 원형질(protoplasm)이 아니라, 아주 복잡한 환경이란 걸 알았기 때문이죠.
So when a cell wants to move material from point A to point B. It’s a factory.
만약 세포가 어떤 물질은 A지점에서 B지점으로 옮기려고 할 때, (그 내부의 움직임은) 공장 같습니다.
You go to a factory. What do you see? You see these overhead carriers carrying? Machined parts from point A to Point B.
공장에 가시면 뭘 볼 수 있으시죠? 오버헤드 캐리어들이 움직이는 걸 보실 수 있죠? 부품들을 A지점에서 B지점으로 옮기는.
That’s exactly what happens in a cell. You want to carry material from point A to point B, a microtubule will form between point a and point B,
세포 안에서 바로 그게 일어나고 있습니다. 물질들을 A지점에서 B지점으로 옮기려고 하면 미세소관(微細小管)이 A와 B사이에 생기고,
and then materials will transfer across that.
미세소관을 지나서 그 물질들을 옮깁니다.
But then what happens is that microtubule, then dissolves, and then is reconstructed somewhere else - where you need other material transferred between any other two point.
그리고 그 미세소관이 어떻게 되냐면, 분해되고, 다른 물질의 이동이 필요한 곳으로 가서 재구축됩니다.
Why does a cell go through this? because if it kept all of those microtubules in place? - it would become too rigid, and couldn’t function and would run out of the building blocks to build more microtubules.
세포가 왜 이런 절차를 거치냐면 만약에 모든 미세소관들을 그대로 둔다면 (공간이 없어져서) 너무 뻣뻣해지고, 제대로 기능하지 못하고, 더 많은 미세소관을 만들어낼 구축단위가 고갈 될 겁니다.
So it has the ability to morph its structure of its factory on-the-fly.
그래서 세포는 구조를 그 자리에서 변형할 수 있는 능력을 가지고 있습니다.
Something we don’t even know how to do.
우리도 어떻게 하는 지 모르는 그걸요.
The complexity of this is so grand, and the complexity becomes more and greater every day when we start understanding the complexity of the interactome, which is not merely protein -protein. You have protein-protein, DNA interactions.
(세포의) 복잡성은 너무 웅장해서, 우리가 단순히 단백질 간의 상호작용체의 복잡성을 이해하면 할수록 그 복잡성이 증가하고 있습니다. 단백질-단백질 간의, DNA상호작용이 있습니다.
The interactomes between these Van der Waals interaction, between these non-covalent -they’re non-covalent bonds. Just the way these two interact and information is passed through these non-covalent interactions, information is passed through something that physicist call virtual-photons.
이러한 비공유 결합 사이의 Van der Waals 상호 작용, 비공유 결합 입니다. 이 두 가지가 상호 작용하고, 이러한 비공유 상호 작용을 통해, 정보가, 물리학자가 가상 광자라고 부르는 무언가를 통해 전달됩니다.
The complexity is so great, and it gets hard every year.
그 복잡성은 너무나 거대해서, 매년 더 어려워지고 있습니다.
So in many ways, we’re getting further from understanding origin of life every year, once we understand the greater complexity of the cell.
그래서 여러 방면에서, 우리가 매년 세포의 복잡성에 대해 더 알아가면 알아갈수록 생명의 기원을 이해하는 것에서 더 멀어진다고 할 수 있습니다.
[역자주: 이런 세포 내부 영상이 궁금하신 분들은 아래 이미지 연결된 영상을 확인해보세요~]
이상: 아래 제임스 투어 인터뷰 영상에 대한 번역 (일부)
다음편(마지막) → 생명의 기원 (abiogenesis) 연구 비평: 인터뷰 번역(Part 4) (Feat. James Tour) (tistory.com)
생명의 기원 (abiogenesis) 연구 비평: 인터뷰 번역(Part 4) (Feat. James Tour)
Q. How complex is a “simple” cell ? "단순" 세포는 얼마나 복잡한가요? Every year we understand more about the complexity. So we are more befuddled now than we were in 1952. 매년 우리는 그 복잡성에..
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