[논문 리뷰] On the "barcode" functionality of the DNA, or The phenomenon of Life in the physical Universe

Simon Berkovich|ArXiv.org|2001. 11. 09.

DNA and Biological Computing참고 문헌 46인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 DNA가 생물학적 '바코드'로 작용한다고 제안한다—즉, 분류 태그가 내장된 가짜 랜덤 수열로서, 코드 분할 다중접근(CDMA) 원리에 따라 생명체가 보편적인 물리적 인프라를 통해 정보 처리에 접근할 수 있도록 한다. 이는 생명체가 전통적인 물리법칙에 의해 지배되지 않고, 설계 원리에 의해 작동하는 집단적 정보 처리 시스템으로 기능한다고 주장하며, 생물학적 정보 통제 방식을 재정의하고 주류 우주론적 세계관에 도전한다.

ABSTRACT

The information contained in the genome is insufficient for the control of organism development. Thus, the whereabouts of actual operational directives and workings of the genome remain obscure. In this work, it is suggested that the genome information plays a role of a "barcode". The DNA structure presents a pseudo-random number(PRN)with classification tags, so organisms are characterized by DNA as library books are characterized by catalogue numbers. Elaboration of the "barcode" interpretation of DNA implicates the infrastructure of the physical Universe as a seat of biological information processing. Thanks to the PRNs provided by DNA, biological objects can share these facilities in the Code Division Multiple Access (CDMA) mode, similarly to cellular phone communications. Figuratively speaking, populations of biological objects in the physical Universe can be seen as a community of users on the Internet with a wireless CDMA connection. The phenomenon of Life as a collective information processing activity has little to do with physics and is to be treated with the methodology of engineering design. The concept of the "barcode" functionality of DNA confronts the descriptive scientific doctrines with a unique operational scheme of biological information control. Recognition of this concept would require sacrificing the worldview of contemporary cosmology.

연구 동기 및 목표

• genomic 정보만으로는 생물의 발달을 제어하는 데 부족한 점을 해결하기 위해.
• 유전적 코드를 초월해 DNA가 생물학적 정보 처리를 위한 고유 식별자 또는 '바코드'로 기능할 수 있는 기능적 역할을 제안하기 위해.
• 생물학적 시스템이 무선 CDMA 통신과 유사하게 보편적인 물리적 인프라를 활용해 정보를 교환할 수 있도록 하기 위해.
• 생명의 복잡성이 물리 법칙의 결과로만 기인한다는 기존 견해를 도전하며, 생물학적 정보 통제에 대해 공학 설계 프레임워크를 제시하기 위해.
• 이 운영 모델을 바탕으로 현대 우주론이 세계관을 재고할 필요성을 직시하기 위해.

제안 방법

• 도서관 카탈로그 번호와 유사하게 분류 태그를 내장한 가짜 랜덤 수열(PRN)로 DNA를 모델링하기 위해.
• 통신 분야의 코드 분할 다중접근(CDMA) 원리를 생물학적 정보 공유에 적용하기 위해.
• 무선 인터넷 연결과 유사하게 공통된 물리적 정보 인프라를 공유하는 사용자 네트워크로 생물학적 집단을 프레임하기 위해.
• 다양한 생물학적 실체가 간섭 없이 공존하고 정보를 처리할 수 있도록 CDMA 기반 통신 시스템의 비유를 사용하기 위해.
• 물리적 우주가 이 정보 처리 방식을 본질적으로 지원함으로써 생명체가 집단적이고 설계된 시스템으로 기능할 수 있음을 제안하기 위해.
• 다양한 시스템 간 생물학적 정보를 조직하고 라우팅하는 메커니즘으로서 '바코드' 기능 개념을 도입하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 유전적 청보기로서의 기능 외에 DNA가 발달 제어에 부족한 정보를 제공할 경우, 어떻게 더 이상의 기능을 수행할 수 있는가?
• RQ2 생물학적 시스템이 다양한 생물 간에 효율적으로 정보를 처리하고 공유할 수 있는 물리적 메커니즘은 무엇인가?
• RQ3 DNA의 구조가 통신 분야에서 사용하는 바코드 시스템과 어떤 방식으로 유사한가?
• RQ4 물리적 우주가 CDMA 네트워크와 유사하게 공유 인프라를 통해 생물학적 정보 처리를 어떻게 지원할 수 있는가?
• RQ5 생물학적 정보에 대해 CDMA 기반 모델을 적용할 경우, 생명의 기원과 통제에 대한 우리의 이해에 어떤 함의가 있는가?

주요 결과

• DNA는 분류 태그를 내장한 가짜 랜덤 수열로 기능하여 생물학적 시스템 내에서 고유 식별 및 정보 라우팅을 가능하게 한다.
• 생물학적 생물체들이 CDMA 유사 메커니즘을 통해 동일한 물리적 정보 인프라를 공유함으로써 동시에 간섭 없이 정보 처리를 수행할 수 있다.
• 생명 현상은 기초 물리 법칙의 결과로만 기인하는 것이 아니라, 집단적이고 설계된 정보 처리 활동으로 재정의된다.
• 제안된 바코드 모델은 생물학적 정보 통제가 전통적 묘사 과학과는 다를 바 있는 운영 체계에 의해 작동함을 암시한다.
• 이 모델을 인정하게 되면, 생명체가 보편적인 물리적 인프라에 통합된 설계된 정보 시스템으로 재위치됨을 감안할 때, 우주론적 세계관의 근본적 전환을 요구하게 된다.