저명한 합성유기화학자, 나노 테크니션의 제임스 투어 박사의 인터뷰 내용 중, 일부를 번역하여 올립니다.
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)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.
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