국내 연구진이 유전체라고 불리는 DNA 염기서열 전체를 구성하는 3차원 구조에 대한 비밀을 풀어냈다. 순천향대 의생명연구원, 미국 카네기연구소 공동연구팀은 ‘라민’이라는 핵막 단백질이 유전체 3차원 구조를 변화시키는데 관여해 유전자 발현을 조절한다는 사실을 규명했다고 17일 밝혀냈다. 이번 연구는 세포생물학 분야 국제학술지 ‘몰레큘러 셀’ 최신호에 실렸다. DNA는 생물의 형태와 특성을 결정하는 유전정보를 갖고 있는 핵심 물질이다. DNA는 이중나선 구조라는 독특한 형태로 단단히 꼬이고 접혀있다가 필요한 부분을 펴서 유전정보를 나타내고 전달한다. DNA 염기서열의 이상과 관계없이 이 3차원 구조에 문제가 생기면 유전정보 발현 상태가 달라지면서 다양한 유전질환을 유발시키는 것으로 알려져 있음에도 불구하고 DNA 3차원 구조를 조절하는 메커니즘이나 물질에 대해서는 정확히 알려져 있지 않았다. 연구팀은 대용량, 고해상도 유전체 분석기법을 활용해 세포의 핵을 둘러싸고 있는 핵막에 존재하는 라민이라는 물질이 DNA의 특정 부분이 팽창하거나 핵막에서 떨어져 나가는 것을 억제해 DNA 3차원 구조형성과 유지에 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다.연구팀은 세포에 라민 단백질이 없는 경우 DNA 특정 부위의 3차원 구조가 변형되면서 비정상적으로 작동한다는 것도 확인했다. 라민이 없거나 돌연변이는 조로증, 근이영양증, 지방이영양증 같은 20여종의 유전성 질병으로 알려져 있는 만큼 이번 연구로 유전성 질환의 정확한 원인 규명은 물론 치료제 개발에 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 김영조 순천향대 의생명연구원 교수는 “이번 연구는 DNA 3차원 구조형성에서 핵막 단백질의 역할을 처음으로 증명한 것”이라며 “라민의 돌연변이가 없는 정상세포에서도 환경적 요인이나 노화 등으로 인해 라민이 변성되거나 없어지는 현상이 발견되는 만큼 노화로 인한 퇴행성 질환에서 라민과 유전체 3차원 구조의 역할을 밝혀낼 계획”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아이들은 색종이로 여러 가지 모양을 만들어 내는 종이접기를 좋아한다. 색종이 접기처럼 DNA를 접어 암치료 약물의 효과를 높일 수 있는 방법을 한국과 미국 공동연구진이 개발해 화제다.한국과학기술연구원(KIST) 의공학연구소 류준희 박사와 세계 최고 암연구재단인 미국 하버드대 다나파버암연구소 윌리엄 시 교수 공동연구팀은 종이접기 방법을 응용해 기존 방법으로는 만들기 어려운 다양한 형태의 나노구조체를 만드는 ‘DNA 접기’(DNA origami) 기술을 개발하고 세포 침투효과를 실험적으로 확인하는데 성공했다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’ 최신호에 실렸다. 나노 구조체는 암을 비롯한 다양한 난치병을 치료할 때 암세포나 치료부위에 약물을 효과적으로 전달하는데 활용되고 있다. 나노 구조체 모양과 크기에 따라 세포 침투 효과가 다르기 때문에 연구자들은 가장 효과적인 약물 전달 구조를 만들기 위해 고민하지만 쉽지 않다. 연구팀은 아데닌(A), 구아닌(G), 티민(T), 시토신(C) 4개 염기로 이뤄진 DNA 가닥을 종이를 접는 것처럼 접어 약효가 뛰어난 3차원 나노 구조체를 만드는데 성공했다. 이번에 개발한 기술은 뼈대가 되는 긴 DNA 가닥 하나에 여러 개의 짧은 DNA를 종이접기하듯 접어서 만드는 것이 핵심이다. 비교적 간단해 보이는 이 기술은 DNA 가닥들이 결합해 이중나선을 형성하면서 수 나노미터 크기의 다양한 형태의 나노 구조체를 만들 수 있게 해준다. 연구팀은 이 기술을 이용해 서로 다른 크기와 모양의 11가지 DNA 나노구조체를 만들었다. 이 구조체들을 3가지 종류의 세포에 침투시키는 실험을 한 결과 나노 구조체의 조밀함이 높을 수록 세포 침투도가 커지며 기존 나노 구조체들보다 침투력이 15배 이상 우수한 것을 확인했다. 류준희 KIST 박사는 “DNA 접기기술로 암세포 등에 효과적으로 침투할 수 있는 DNA 나노구조체를 제작하는 것이 가능하다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“손톱을 자르면 손톱만 자라고, 헌혈을 하고 나면 다시 피가 정상적인 양으로 돌아온다.”어떻게 각각의 조직, 기관들이 다른 조직, 기관이 아닌 원래의 조직, 기관을 만들어 내는 걸까? 사람을 포함한 모든 생명체는 수많은 세포로 이루어져 있다. 많은 세포들은 모두 똑같지 않고, 다른 특징을 가지고 있으며 특정한 조직, 기관을 만들 수 있는 특징을 갖고 있다. 이 같은 다양성 덕분에 우리가 보고 접할 수 있는 생명체가 만들어진다.어떻게 난자와 정자가 만나 만들어진 하나의 세포에서 이렇듯 다양한 세포가 만들어져서 각각 다른 형태의 생명체를 만들어 나갈까? 이 질문은 아주 오래전부터 지금까지 생물학자들의 주된 관심사가 되어 왔다. 난자와 정자 수정 직후에는 세포의 분열이 매우 활발하게 일어난다. 이때는 모든 세포가 거의 같은 모양으로 유지되며 세포 수를 늘리는 것이 주요 목적이다. 척추동물의 경우 낭배가 형성되는 시기가 오면 세포 수를 늘리는 세포분열은 줄어들고 다양한 조직, 기관을 이루는 세포로 변화하는 세포 분화과정에 돌입한다. 이런 변화의 주요 원인은 세포들이 만들어 내는 단백질 발현과 밀접한 연관이 있다. ‘낭배 형성 시기에 무슨 일이 일어나서 세포분열을 지속하던 세포들이 분화를 시작할까’ 하는 질문은 많은 연구자들이 여전히 궁금해하는 생물학 분야의 큰 수수께끼 중 하나다. 최근 줄기세포 연구가 활발히 진행되고 있고 그에 따라 줄기세포를 이용한 치료 가능성에 대한 관심도 높아지고 있다. 줄기세포는 아직 분화가 결정되지 않은 세포들로 다양한 조직, 기관으로의 분화가 가능하다. 낭배 형성이 이루어질 때까지의 세포분열을 활발히 하는 세포들과 비슷한 성질을 지니고 있다. 줄기세포들은 특정한 신호를 외부에서 줄 경우에 다양한 조직으로 분화가 가능하다. 현재 많은 연구도 어떻게 줄기세포를 특정 조직으로 분화시킬수 있는지에 대한 방향을 찾는 것이 주류를 이루고 있다. 줄기세포가 특정 조직으로 분화하는 것도 낭배기 세포가 특정 조직으로 분화되는 것과 마찬가지로 세포 내 단백질 발현 차이로 발생한다. 세포 내 단백질 발현이 세포마다 달라지는 것은 유전자를 구성하고 있는 DNA와 이를 둘러싸고 있는 단백질 때문이다. DNA는 핵산으로 이루어진 이중나선 구조로 되어 있는데 세포 내에서는 각종 단백질이 이를 둘러싸서 크로마틴이라는 형태로 존재한다. DNA를 싸고 있는 단백질 중에 가장 많은 단백질은 ‘히스톤’으로 다섯 가지의 단백질이 DNA의 일정한 크기를 반복적으로 감고 있다. 히스톤 단백질은 인산화, 유비퀴틴화, 아세틸화 같은 많은 변이가 생길 수 있는데 이런 변이를 통해 DNA에 있는 유전정보가 켜지거나 꺼지는 온ㆍ오프 조절이 이루어진다. 히스톤 변이뿐 아니라 DNA 자체의 변이도 유전정보의 온ㆍ오프를 조절한다. 앞서 말한 낭배기 세포나 줄기세포 분화는 대부분 히스톤 단백질, DNA 변이가 어떻게 일어나는지에 따라 결정된다. 분화뿐만 아니라, 암세포나 세포 노화 역시 이런 히스톤 단백질의 변이가 상당 부분 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 인간 게놈 프로젝트를 통해 DNA의 염기서열을 결정한 후 과학자들은 DNA나 히스톤의 변이가 어떻게 일어나는지에 대한 연구를 활발히 진행하고 있다. 하지만 아직까지 우리가 알고 있는 것은 빙산의 일각이다. 전체적인 작용 원리를 알아내는 때가 도래하면 낭배기 세포와 줄기세포들이 특정한 조직, 기관을 만들어 내는 방법도 구체적으로 알아낼 수 있을 것이다. 이런 날이 오면 각종 질병들의 치료가 가능해지게 될 것으로 기대된다. 혹시 그런 날이 오면 가끔 SF 소설이나 영화에 등장하는 것처럼 조직, 기관을 완전히 되살릴 수 있는 것은 물론 영원히 건강하게 살 수 있는 그런 날도 오지는 않을까?

TV나 영화를 보다가 “저 배우 멋있게 생겼다. 너무 예쁘다”라는 감탄사를 내뱉곤 한다. 연기뿐만 아니라 외모까지 출중한 배우를 보고 그 배우 같은 외모나 몸매를 가졌으면 하는 바람을 한 번쯤 갖게 된다.몸매와 머리색, 얼굴 생김새 등은 부모에게서 물려받는다는 것을 잘 알고 있기 때문에 “몸속 무언가를 조금만 바꾸면 생김새, 머리색, 몸매까지도 바꿀 수 있지 않을까”라는 생각은 DNA에 유전정보가 있다는 것이 알려지기 전부터 많은 과학자의 상상력을 자극해 왔다. 실제로 우리가 지금 키우고 있는 애완견들을 보면 너무나 닮아 있다. 애완견들은 특별한 털 색깔, 몸매, 생김새가 항상 나타나도록 애완견 사육자들이 ‘역교배’라는 방식을 통해 유전정보를 같게 만든 결과다. 물론 아직까지는 여러 가지 문제점이 있지만 SF영화에서도 흔히 등장하고 있을 뿐만 아니라 과학적으로도 가능해지고 있는 클로닝 방법으로 유전정보가 똑같은 두 개체를 만들어 낼 수 있게 될 것이다. 이런 방식들은 현재의 나를 바꾸는 것은 아니다. 물론 최근 유전자 가위 기술이 나오면서 현재 나의 유전적 정보를 변화시킬 수 있는 길이 열리기는 했다. 유전자 가위는 DNA상의 특정 염기서열을 절단하는 방법이다. DNA의 이중나선이 절단되면 절단 부위는 여러 ‘DNA 복구효소’들에 의해 다시 봉합된다. 어떤 경우 절단 부위의 몇몇 염기서열이 없어진 상태로 봉합되기도 하고, 상동 염색체에 존재하는 염기서열 정보를 복사해 절단 부위를 정확하게 봉합하기도 한다. 전자의 경우 몇몇 염기서열이 없어지기 때문에 절단 부위의 유전자를 고장낼 수 있고, 후자의 경우는 상동 염색체 대신 교체하고자 하는 대체 유전자를 넣으면 유전자 정보를 전환할 수 있다. 유전자 가위로 특정 유전자의 기능을 없애거나 이상이 있는 유전자를 정상적으로 바꿀 수 있다는 말이다.유전자 가위를 이용한 유전자 편집은 여러 가지 우려 때문에 아직까지 의료 분야나 농축산업 분야에서도 활발히 사용되고 있지는 않다. 하지만 유전자 가위를 이용한 유전자 편집은 기존의 유전자 치료 기술의 발전과 맞물려 안정성이 실험적으로 증명돼 가고 있는 만큼 조만간 이런 분야에 많은 기여를 할 것으로 기대된다. 한편으로는 과학계의 검증을 거치지 않은 유전자 가위 기술로 사람들을 대상으로 실험한 것들이 소개되기도 해 미래 기술로 나아가는 유전자 가위 기술의 발전에 걸림돌이 되지 않을까 하는 우려도 있다. 최근 불리 휘펫이라는 종류의 개를 이용한 연구에서 ‘마이오스타틴’이란 단백질이 만들어지지 않는 경우 근육 생성이 촉진되는 것이 알려졌다. 이는 벨지안 블루라는 소의 경우에서도 확인됐다. 이를 토대로 조시아 자이너라는 미국항공우주국(NASA) 출신의 생화학연구원이 유전자 가위를 이용해 자신의 몸에 마이오스타틴 단백질 유전자 기능을 없애는 실험을 통해 근육을 키우겠다는 발표를 하기도 했다. 결과는 기다려 봐야겠지만 이런 시도들이 부정적 영향을 미칠 수도 있다는 우려가 가시질 않는다. 30~40년 전 유전자 치료가 한창 주목받을 때 효과를 과신해 환자에게 적용했다가 그 환자가 백혈병으로 사망하는 일이 있었다. 유전자 가위가 안전하게 미래의 많은 질환을 치료하고 농축산업에서 안정적으로 사용되는 기술로 정착하기 위해선 안정성에 대한 면밀한 점검과 유전자의 치환 효율을 극대화하는 방법의 개발이 선행돼야 한다. 유전자 가위를 이용한 유전자 치료가 실현이 될 때 유전 질병으로 고생하는 많은 사람에게 새로운 희망을 줄 것은 확실하다. 하지만 무절제하게 자신의 생김새나 몸매 등을 바꾸는 데 사용하는 것에 대해서는 다시 한번 생각해 보게 된다. 스스로를 멋있게 보이려는 개개인의 욕망은 생명체가 가진 어쩔 수 없는 속성이지만 모두가 획일적으로 비슷해 보이는 사회에서 사는 것이 행복할까 하는 의구심이 들기 때문이다.

남성 동성애와 관련 있는 유전자가 발견됐다.미국 노스쇼어대 의대 행동유전학과 앨런 샌더스 교수팀은 13번 염색체에 있는 ‘SLITRK5’, ‘SLITRK6’ 유전자 2개와 14번 염색체에 있는 ‘TSHR’ 유전자의 변이가 남성 동성애와 연관이 있을 것이라는 연구결과를 발표했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 남성 동성애자 1077명과 이성애자 1231명의 유전자를 비교 분석한 결과 동성애자 그룹에서 이들 3개 유전자 DNA에서 단일염기다형성(SNP)을 발견했다. DNA는 아데닌(A),시토신(C),구아닌(G),티민(T) 4개의 염기가 각기 이중나선 구조로 배열돼 있는데 이 염기 중 둘이 서로 자리를 바꾸거나 한 부분 전체가 중복되거나 위치가 바뀌는 것이 ‘단일염기 다형성’이다. 단일염기 다형성 때문에 사람마다 다른 특징을 보이는 것인데 남성 동성애자들의 경우 특히 해당 유전자에서 다형성이 나타나는 것이 확인됐다는 설명이다. 특히 남성의 경우 SLITRK6 유전자는 성적 지향성에 따라 크기가 다른 것으로 알려진 뇌 부위인 시상하부가 있는 ‘간뇌’ 부위에서 발견됐다. 또 TRK6 유전자는 갑상선과 관계가 있는 유전자로 일반적으로 갑상선 호르몬은 성적 지향에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 샌더스 교수는 “남성 동성애에는 이 밖의 다른 유전자들이 관련돼 있을 수 있기 때문에 이 3가지 유전자에 변이가 있다고 해서 동성애자가 되는 것은 아니다”라며 “이 3개 유전자 변이가 여성 동성애, 양성애, 무성애와도 연관이 있는지는 추가적인 연구가 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“DNA 완벽 교체한 새로운 자동차”, “소비 DNA와 소비 트렌드 집중 해부”, “화장품에 DNA를 담다”, “DNA를 보호하는 화장품”. 그야말로 DNA 만능시대라고 할 정도로 우리는 요즘 ‘DNA’라는 단어를 너무나 많이 듣고 산다. DNA가 제품의 기능을 향상시키고 디자인에 영향을 줄 것 같은 많은 문구가 넘쳐 나고 있다. 도대체 DNA가 뭐기에 이렇게 많은 분야에서 과다할 정도로 사용되는 것일까. 사람은 오래전부터 인간을 인간으로, 침팬지를 침팬지로, 개를 개로, 고양이를 고양이로 결정하는 무엇인가가 몸속에 있다는 것을 어렴풋이 눈치채고 있었다. 침팬지가 새끼로 개나 고양이를 낳지 않는 것으로 보아 생명체는 세대를 지나도 그 생명체의 특성을 그대로 유지하도록 결정하는 무엇인가가 있음을 알고 있었다는 말이다. 이를 유전 정보로 정의하고 이것이 어디에 있는지 밝히고자 지난 20세기에 많은 연구가 있었고 결국 그 답이 DNA에 있다는 것을 알게 됐다. DNA는 ‘디옥시리보 핵산’의 줄임말이다. 모든 생명체는 DNA를 통해 유전 정보를 주고받기 때문에 DNA 없이는 종을 유지할 수도 살아갈 수도 없다. 유전 정보인 청사진이 DNA 안에 들어 있다는 것이다. 많은 기업이 자신들의 제품이 완전히 변화했을 때나 소비심리의 결정 등 새로운 청사진을 제시한다는 개념으로 DNA라는 단어를 사용하는 이유도 이 때문이다. 또 인체에서 가장 중요한 물질인 DNA를 보호해야 한다는 인식을 이용해 화장품이나 건강식품 같은 제품을 만드는 기업들은 자신들의 상품을 광고하기도 한다.과학에 조금이라도 관심이 있는 사람이라면 DNA 하면 영국의 과학자 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭을 떠올린다. 두 사람은 DNA의 이중나선 구조를 밝혀낸 것으로 잘 알려져 있다. DNA의 존재 자체는 이들이 DNA 구조를 밝힌 1953년보다 훨씬 전인 1869년에 스위스 과학자 프리드리히 미셰르에 의해 발견됐다. DNA가 생명체의 유전정보를 가지고 있다는 것은 1944년 캐나다 과학자 오즈월드 에이버리가 처음 주장했고 1952년 미국의 앨프리드 허시, 마사 체이스의 실험으로 증명됐다. 특히 허시·체이스의 실험은 이전까지 유전정보가 어떤 물질에서 유래됐는지에 대한 의문에 종지부를 찍었다. 이 실험은 박테리아에 자신의 유전정보를 주입하여 살아가는 박테리오파지가 DNA를 박테리아에 넣는 것을 관찰한 것으로 그때까지 많은 과학자가 가지고 있던 ‘유전정보는 단백질에 있다’는 생각을 바꾼 생명과학의 역사적 사건이었다. DNA의 유전정보 저장은 컴퓨터에 정보를 넣는 개념과 비슷하다. 컴퓨터의 정보는 0과 1의 조합으로 이루어져 있다. 이와 유사하게 DNA는 4개의 조합으로 정보를 저장한다. 각각은 DNA의 염기의 종류에 따라 결정된다. 우리가 컴퓨터에 0과 1을 다른 조합으로 써서 정보를 저장하듯이 생명체는 DNA에 네 개의 염기인 아데닌(A), 구아닌(G), 시토신(C), 티민(T)을 가지고 이들의 조합적인 나열로 정보를 저장한다. 이렇게 네 개의 염기로 구성된 정보를 이중나선이라는 구조로 생명체 안에서 안정적으로 보호하고 있는 것이다. 두 가닥의 DNA가 서로 포개져서 안정적으로 존재하는데, 이때 염기는 두 가닥의 DNA 안쪽에 위치한다. DNA는 안쪽의 염기들끼리의 상호 수소결합으로 안정화되는데 아데닌은 티민과, 구아닌은 시토신과 서로 마주 보며 수소결합을 한 구조를 만든다. 이러한 안정적 구조인 DNA 이중나선을 만들게 되므로 생명체는 스스로 특징을 결정 짓는 정보를 저장한다. 과학의 개념과 용어는 오랜 기간에 걸친 과학자들의 실험과 연구결과로 탄생한 것들이다. 그래서 과학적 개념과 용어를 사용할 때는 정확한 조건에서 사용해야 하는 것이 맞다. 기업들이 소비자들을 현혹시키려고 상품을 그럴듯하게 포장하기 위해 과학용어나 개념을 마구잡이로 사용해 훼손하는 것은 문제가 아닐까.

본격적인 휴가철을 맞아 산과 물이 좋은 장소로 텐트와 각종 장비를 가지고 캠핑을 떠나는 사람도 많다. 캠핑 전문가들에 따르면 고수와 초보자의 차이는 텐트를 고정시킬 때 묶는 ‘매듭’을 보면 된다고 한다. 매듭은 실이나 끈을 사용해 매고 죄면서 여러 가지 모양을 만드는 것인데 잘 만들어진 매듭을 보면 미적인 아름다움뿐만 아니라 질서와 균형을 느낄 수 있다. 그런데 물리학자와 수학자들도 매듭에 대해 관심을 갖고 주요 연구 대상으로 삼고 있다는 점은 잘 알려져 있지 않다.매듭을 과학적 연구 대상으로 삼기 시작한 사람은 19세기 초 독일의 천재 수학자 카를 가우스다. 그렇지만 현대적 ‘매듭이론’ 연구는 ‘분자의 화학적 성질은 이를 구성하는 원자들이 어떻게 꼬여서 매듭을 이루고 있는가에 달려 있다’는 켈빈의 ‘보텍스 이론’을 토대로 하고 있다. 매듭이론은 지난 30년간 과학기술 선진국을 중심으로 눈부시게 발전해 왔으며 매듭을 연구하는 수학자 중에서 ‘수학의 노벨상’이라고 부르는 필즈상 수상자도 다수 나왔다. 일상생활에서 볼 수 있는 매듭은 긴 줄을 꼬아 묶은 것을 말하지만 수학에서 이야기하는 매듭은 줄의 양 끝이 붙어 있는 원형 형태다. 원형의 ‘0(영)매듭’이 비틀리고 꼬이면서 다양한 형태의 매듭을 만드는 것이다. 과학에서는 하나의 매듭을 끊지 않고 매끄럽게 움직여 다른 형태의 매듭으로 바꿀 수 있으면 같은 종류의 매듭이라고 분류한다. 어린아이들이 즐겨 하는 실뜨기는 계속 다른 모양으로 바뀌지만 손을 빼내 풀면 결국 영매듭이 되기 때문에 수학적으로는 같은 매듭으로 분류된다. 수학자들은 다양한 종류의 매듭을 보면서 이것들이 같은 것인지를 찾아내는 연구를 한다.수학자들이 매듭을 분류하는 기준은 ‘교차점’의 개수다. 교차점이 3개인 ‘세 잎 매듭’은 두 종류가 있는데 이 둘은 서로 거울에 비춘 모양을 하고 있지만 자르고 붙이는 과정을 거치지 않고는 다른 세 잎 매듭으로 바꿀 수 없기 때문에 서로 다른 종류의 매듭으로 분류한다. 19세기 말 영국 수학자 테이트와 리틀은 교차점 수가 10개 이하인 매듭들을 분류해 냈지만 교차점 수가 증가하면 할수록 매듭 종류는 늘어나고 계산도 복잡해진다. 최근 컴퓨팅 기술의 발달로 교차점이 16개 이하인 매듭은 170만 1936가지로 분류된다는 사실이 밝혀지기도 했다. 금세기 최고의 물리학자로 꼽히면서 필즈상까지 받은 미국 고등과학연구소의 에드워드 위튼 교수는 양자장론(quantum field theory)과 매듭이론을 효과적으로 결합시켜 우주를 이해하는 데 이용한다. 수학과 물리학 외에 생물학에서도 매듭이론은 중요하다. DNA처럼 분자량이 큰 물질들의 행태를 설명하는 데 도움을 주기 때문이다. DNA는 전체적으로 원 모양을 이루는데 자체 장력 때문에 원형을 유지하지 못하고 꼬여서 뭉치면서 이중나선 형태로 보인다. DNA를 복제할 때는 이중나선이 분리돼 한 가닥이 돼야 한다. DNA 복제 시 필요한 부분을 정확히 한 가닥으로 풀어 주고 복제가 끝나면 다시 이어 이중나선을 만들어 줘야 하는데 이런 역할을 하는 것이 효소다. 매듭이론은 효소가 어떻게 DNA의 특정 지점을 끊었다가 이어 주는지에 대한 해답을 주는 것이다. 선진국에 비해 늦기는 했지만 국내 연구자들도 매듭 연구 분야에 뛰어들어 가시적 성과를 내고 있다. 기초과학연구원(IBS) 기하학 수리물리연구단의 김선화, 안병희, 배영진 연구위원은 기존의 방법으로는 구별이 어려웠던 ‘르장드르 특이 매듭’을 구별할 수 있는 방법을 개발하는 데 성공해 주목받고 있다. 이번 연구 결과는 미개척 분야에 대한 성과를 인정받아 조만간 사교기하학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 심플렉틱 지오메트리’에 실릴 예정이다. 배영진 IBS 연구위원은 “수학적 대상에 대한 이해는 어떤 조건들을 만족하는 것들을 분류하는 데서 시작하는데 매듭의 분류는 공간을 이해하고 분류하는 데 중요한 단서를 제공한다”고 설명했다. 배 연구위원은 “이번 연구를 통해 르장드르 특이 매듭을 분류하는 데 새로운 연산 구조를 발견함으로써 장기적으로 매듭이론과 초끈이론의 발전을 가져다줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

놀라운 가설/프랜시스 크릭 지음/김동광 옮김/궁리/500쪽/2만 3000원 “당신의 즐거움, 슬픔, 소중한 기억, 야망, 자존감, 자유의지 이 모든 것들이 실제로는 신경세포의 거대한 집합 또는 그와 연관된 분자들의 작용에 불과하다.” 인간의 정신 활동과 뇌의 작동 원리에 대해 노벨상 수상자인 프랜시스 크릭의 환상을 깨는 대담한 주장은 격렬한 논쟁을 불러일으켰다. 그동안 철학이나 종교의 영역에 머물렀던 의식과 정신, 영혼의 문제가 실험을 통한 과학적 접근의 대상이 될 수 있다는 사실 자체가 관심을 끌기에 충분했다. ‘놀라운 가설’은 DNA 이중나선 구조를 밝힌 공로로 제임스 왓슨과 노벨 생리학 및 의학상을 수상한 프랜시스 크릭이 1994년 출간한 책으로 철저한 과학적 입장에서 정신과 의식의 문제를 다룬다. 노벨상 수상 이후 생명에 대한 탐구를 이어 가며 분자생물학 발전에 중요한 역할을 한 크릭은 생명에 대한 마지막 주제로 당시로선 과학적 연구의 대상이 아닌 것으로 여겨졌던 의식을 선택한다. 인간의 정신활동 중에서도 가장 고등한 정신 활동인 의식이 결국은 신경 집합체인 뉴런들의 물리화학적 활동과 다름없다는 그의 믿음은 확고했다. 책은 뇌에 관한 크릭의 접근 방식을 담고 있는 ‘놀라운 가설’에 대한 대담한 주장으로 시작된다. 의식의 일반적 성격을 개괄적으로 살핀 뒤 ‘시각을 통한 인식’이라는 한정된 주제를 중심으로 의식에 대한 과학적 접근을 시도한다. 그 주제가 실험적인 공략이라는 접근 방법에 가장 적합했기 때문이라고 크릭은 설명한다. 그는 우선 ‘본다’는 행위에 대해 사람들이 생각하는 소박한 통념이 대부분 잘못돼 있음을 지적한 뒤 시각 지각과 연관된 뉴런들이 어떻게 상호 작용하는지를 밝히는 실험들을 소개한다. 크릭의 가설이 유효한지, 의미가 있는지는 아직도 논쟁의 여지가 크지만 생명에 대한 물리적 접근에서 중요한 이정표를 제시했다는 것은 확실하다. 함혜리 선임기자 lotus@seoul.co.kr

주변의 모든 사물들이 인터넷으로 연결돼 정보를 주고받는 ‘사물인터넷’이 새해의 화두로 떠오르고 있다. 기술과 예술, 기능과 감각이 모두 연결돼 통하는 세상을 비디오 아티스트 백남준은 이미 오래전에 예견했다. “예술가의 역할은 미래를 사유하는 것”이라고 입버릇처럼 말했던 백남준의 예리한 통찰력과 그가 꿈꾸던 미래의 미학세계를 볼 수 있는 전시회가 서울 종로구 삼청동 학고재 갤러리에서 21일부터 열린다. 지난해 하반기 항저우 삼상현대미술관의 ‘우리가 경탄하는 순간들’전과 학고재 상하이의 백남준 전시에서 선보였던 12점의 작품이 소개된다. 전시회 제목은 ‘W3’. 인터넷을 지칭하는 ‘월드와이드웹’으로 미래 미디어 환경에 대한 작가의 이상적인 아이디어가 실현된 대표작이다. 총 64대의 모니터를 이중나선형으로 배치하고, 각각의 모니터는 재생 시간 20분가량의 영상을 1초 간격으로 옆 모니터에 전달하도록 설정됐다. 파도처럼 옆으로 전파돼 반복되는 화면의 영상이 ‘X’ 자 형상을 따라 가로지르는 움직임이 돼 나타나는 작품은 서로에게 영향을 주면서 전체적으로 역동적인 요즘 시대의 웹문화를 절묘하게 보여 준다. 백남준이 1974년 록펠러재단에 ‘전자 초고속도로’라는 이름으로 계획서를 제출하고 제작 비용을 신청했지만 무산되는 바람에 20년 뒤인 1994년에야 완성된 작품이다. 전시에는 백남준의 초기 작품인 싱글채널 비디오 작품도 5점 소개된다. 백남준은 1963년 독일 부퍼탈의 파르나스갤러리에서 열린 생애 첫 개인전에서 정보 전달 매체로만 알고 있던 텔레비전을 예술의 오브제로 변모시킨 실험적인 작품을 선보인다. TV 브라운관을 캔버스 삼아 전자 파동으로 화면을 변동시켜 소리를 이미지로 바꾸거나 방송되는 이미지를 왜곡하는 방식으로 움직이는 회화를 시도했다. 당시 저명한 비평가들조차도 이해하는 데 어려움이 있었지만 백남준은 이 전시회를 계기로 비디오아트의 창시자로 예술사에 기록된다. 이번 전시에 소개되는 ‘두 개의 TV 세트에 음파입력’, ‘수평 달걀 구르기 TV’, ‘수직 구르기 TV’, ‘흰 자재에 대한 발판 스위치 실험’, ‘오실로스코프TV’ 등 작품들은 파르나스에서 첫 개인전을 연 1963년 제작한 것이다. 1988년 국립현대미술관에 대형작품 ‘다다익선’을 설치하는 것을 계기로 만나 30년 가까이 백남준의 작품을 제작, 유지보수해 온 이정성(아트마스터즈 대표)은 “백 선생은 애초에 관객들이 작품을 직접 조작하고 만져 보면서 느끼는 참여형을 원했다. 싱글 채널 비디오 작품들은 원래 9점이 시리즈로 만들어졌고 이번에 전시되는 작품들의 경우 비디오 플레이어는 작가의 감독하에 1995년 기술적으로 업그레이드됐지만 모두 작가입증(AP) 작품들이어서 의미와 중요성이 크다”고 말했다. 전시에는 이 밖에 첼리스트 샬롯 무어만을 추모하며 만든 ‘샬롯’(1995)과 러시아 대문호를 표현한 ‘톨스토이’(1995), 인간과 기술이 조화롭게 공존하는 이상적 공동체를 표현한 ‘테크노보이Ⅱ’(2000), 자유로운 시간 여행을 꿈꾸며 만든 ‘노스탤지어는 피드백의 제곱’(1991) 등 비디오 조각도 선보인다. 전시는 3월 15일까지. (02)720-1524~6. 함혜리 선임기자 lotus@seoul.co.kr

“아버지가 암으로 세상을 떠나셨는데 암 치료 연구에 밑거름을 제공한 왓슨을 돕고 싶었습니다.” 잉글랜드 프로축구 아스널 구단주이자 러시아 최고의 갑부 알리셰르 우스마노프(왼쪽·61)가 지난 5일 미국 크리스티 옥션하우스에 경매로 나온 미 생물학자 제임스 왓슨(오른쪽·86)의 노벨상 메달을 사들인 이유를 10일 털어놓았다. 영국 일간 인디펜던트 등에 따르면 우스마노프는 성명서에서 “출중한 과학자가 자신의 업적을 인정받은 메달을 팔겠다고 나서는 상황을 받아들일 수 없었다. 내가 이 메달에 지불한 돈이 과학 연구를 지원하는 데 쓰일 것”이라며 메달을 왓슨에게 돌려주겠다는 뜻을 밝혔다. 왓슨은 1962년 DNA의 이중나선 구조를 밝힌 공로로 프랜시스 크릭 등과 함께 노벨생리의학상을 공동 수상했다. 그러나 2007년 인종과 지능을 연결시키는 발언으로 흑인을 비하했다는 비난이 쏟아지고 수입이 끊겨 어려움을 겪어 왔다. 그의 노벨상 메달은 예상가 250만~360만 달러보다 100만 달러 이상 높은 475만 달러(약 53억원)에 전화로 응찰한 우스마노프에게 낙찰됐다. 또 왓슨이 시상식 연회에 준비한 다섯 쪽의 연설 메모와 노벨상 수상자 콘퍼런스를 위한 강연 수정본(46쪽)도 각각 36만 5000 달러(약 4억원)와 24만 5000 달러(약 2억 7000만원)에 팔렸다. 임병선 전문기자 bsnim@seoul.co.kr

영화 ‘가타카’(2007년)에 등장하는 미래 인류는 유전자(DNA)에 따라 계층이 결정된다. 자연적으로 잉태되는 하류 계층은 잉태되기 전 유전자 조작을 거쳐 선별된 상류 계층과 구분된다. 진학이나 입사 때도 정밀한 DNA 검사를 거쳐 그 결과에 따라 자격이 주어진다. 이 같은 상상을 가능하게 만든 주인공은 미국인 제임스 왓슨(86)과 영국인 동료 프랜시스 크릭(2004년 사망)이다. 1953년 ‘네이처’에 발표한 한 쪽짜리 논문은 9년 뒤 두 사람에게 노벨 생리의학상을 안겼다. DNA의 이중나선 구조를 밝힌 최초의 글이다. 이후 DNA 연구는 진보를 거듭했고, 왓슨은 인류의 유전자 지도를 그린 ‘인간 게놈 프로젝트’의 초대 책임자가 됐다. 그런데 왓슨은 지독한 인종차별주의자였다. “피부색이 짙을수록 성욕이 강하다”는 등 흑인 비하 발언을 일삼았다. 유전자 검열이나 개조를 강조해 ‘히틀러’란 별명까지 얻었다. 2007년 영국 언론과의 인터뷰에선 “흑인의 지능이 우리와 비슷하다는 전제는 틀렸다”고 말해 결국 사회로부터 매장당했다. 생활고에 시달리던 그는 최근 노벨상 메달을 경매에 내놓은 최초의 수상자가 됐다. 유전자까지 들먹인 이유는 ‘퍼거슨 사태’ 때문이다. 지난 8월 비무장 흑인 청년을 쏴 죽인 백인 경찰은 관할 지역 대배심으로부터 불기소 처분을 받았다. 대배심 12명 중 9명이 백인이었다. 2012년 2월 백인 자경단원 조지 지머맨이 비무장 흑인 소년을 무참히 총살한 뒤 백인 배심원단으로부터 무죄 평결을 받은 것과 닮았다. 노예 해방 이후 150여년의 세월이 흘렀지만 미국 사회에 뿌리 깊이 박힌 차별은 여전해 보인다. 피부색을 기반으로 범인을 가늠하는 ‘인종 프로파일링’ 기법은 지금도 널리 활용되고 있다. 미국에서 일어나는 살인사건 피해자 가운데 절반이 흑인이지만, 살인죄로 처형되는 살인범 가운데 흑인을 죽인 사람은 10명 중 1명꼴에 불과하다는 뉴욕타임스 보도도 무시할 수 없다. 우리에게 시사하는 바도 크다. 2050년 다문화 인구의 비중이 10%에 이를 것으로 전망되지만 이들과의 갈등 해소 방안은 여태 마련되지 않고 있다. DNA는 모든 생명체의 정보를 담은 불과 2나노미터(㎚: 10억분의1m) 굵기의 가는 실 모양 단백질 덩어리에 불과하다. 이를 근거로 흑백 차별은 물론 향후 벌어질 우성·열성 유전자에 따른 끝없는 인류 차별의 역사는 짐짓 암울하기만 하다. 그래도 희망적인 건 인간은 같은 종(種)이란 사실이다. 염색체 수가 인종 간 구분 없이 46개로 모두 같고, 빨간색 피와 뜨거운 감정을 지닌 존귀한 생명체라는 뜻이다. sdoh@seoul.co.kr

세계 과학 교과서에 빠짐없이 이름이 올라 있는 미국 생물학자 제임스 왓슨(1928~)은 젊은 과학자의 이미지가 여전하다. 영국 캐번디시 연구소 연구원이던 1953년 25세의 나이로 유전정보의 본체인 DNA의 이중나선 구조를 발견한 인물이기 때문이다. 왓슨은 공동연구자 프랜시스 크릭, DNA의 결정 패턴을 엑스선 사진으로 촬영한 모리스 윌킨스와 1962년 노벨생리의학상을 공동으로 수상했다. 그는 이때까지도 미혼이어서 스톡홀름에서 열린 시상식에는 아버지와 여동생을 동반했다. ‘나는 발표 전날에 잠자리에 들 때, 이른 아침에 스웨덴에서 온 전화를 받고 잠에서 깨는 상상을 떨칠 수 없었다. 그러나 꼭두새벽에 나를 깨운 것은 지독한 감기였다. 나는 스톡홀름에서 아무런 기별이 없다는 걸 깨닫고 우울해졌다. 일어나기 싫어서 미적대는데, 오전 8시 15분에 전화벨이 울렸다. 옆방으로 득달같이 달려가 받아 보니 어느 스웨덴 신문기자가 수상 소식을 알려주었다. 나는 행복했다. 기자는 기분이 어떠냐고 물었고, 나는 “끝내주는군요!”라는 말밖에 나오지 않았다.’ 왓슨의 자서전인 ‘지루한 사람과 어울리지 마라’에 나오는 이야기다. 후배 과학자들에 대한 왓슨의 충고에는 이런 것도 있다. ‘노벨상 발표가 난 해를 최대한 즐기라’는 것인데 ‘과거의 노벨상 수상자로 살 시간은 평생이 남았지만, 그 순간 가장 각광받는 과학자로 살 시간은 1년뿐’이라고 강조한다. 사람들은 노벨상이 아니라면 알 길이 없었을 과학자에게 다가와 사인을 부탁하지만, 다음해 수상자가 발표되는 순간 치세는 끝나 버리고 마니 미인대회 입상자와 다를 게 없다는 것이다. 거칠 것 없는 입담에 자신감이 넘쳐 흐르고 있다. 왓슨은 1968년 이후 뉴욕의 콜드 스프링 하버 연구소를 암 연구의 메카로 키워 내는 데 전념했다. ‘오직 자신만이 차마 말하지 못할 것들도 모두 말할 수 있다고 생각한다’는 평을 들을 만큼의 카리스마가 넘쳤다고 한다. 애착을 가졌던 연구소를 떠난 것은 2007년 10월 영국 선데이타임스와의 인터뷰 때문이다. ‘진화 역사가 서로 다른 인종들이 동일한 지능을 가지리라 믿는 것은 희망일 뿐이다. 흑인을 고용해 본 사람들은 내 말 뜻을 알 것’이라고 했다. 비난이 쏟아지자 왓슨은 무조건적으로 사과한다고 했지만 결국 은퇴를 선언했다. 왓슨이 노벨상 메달을 생전에 경매에 부치는 최초의 수상자가 될 것이라는 소식이다. 선데이타임스 발언 이후 사회적으로 매장되다시피 하여 궁핍해졌기 때문이라고 한다. 그에게 재기의 기회를 주어 인종차별적인 자신의 발언이 옳지 않았음을 과학적으로 증명할 수 있게 하는 것도 나쁘지 않을 듯하다. 서동철 논설위원 dcsuh@seoul.co.kr

DNA 이중나선 구조를 밝혀 1962년 노벨상까지 받았지만 7년 전 ‘흑인 열등설’ 한마디로 과학자의 수난이 시작됐다. 최근 살아 있는 노벨상 수상자로 처음 메달을 경매에 부쳐 화제가 된 미국 과학자 제임스 왓슨(86)이 경매를 통해 원하는 것은 사회적 재기라고 28일(현지시간) 파이낸셜타임스가 전했다. 왓슨은 이 신문과의 인터뷰에서 “2007년 IQ 발언 이후 사회적으로 매장됐다”며 “이번 노벨상 경매를 계기로 공적 생활을 재개하고 싶다”고 말했다. 왓슨은 당시 영국 선데이타임스와의 인터뷰에서 “흑인이 백인과 동일한 지적 능력을 갖췄다는 전제하에 이뤄지는 서구의 아프리카 정책은 잘못됐다”고 말했다가 여론의 포화를 맞았다. 곧 사과는 했지만 이사로 참여하던 기업들에서 내쫓기고 대중 강연도 들어오지 않아 학교에서 받는 돈 이외에는 수입이 없어 경제적으로 궁핍했다. 왓슨은 메달이 팔리면 자신을 돌봐 줬던 모교 시카고대와 영국 케임브리지대에 기부금을 내고 데이비드 호크니의 그림도 사고 싶다고 덧붙였다. 경매는 오는 4일 뉴욕에서 열리며 예상 낙찰가는 250만~350만 달러(약 27억~38억원)이다. 박상숙 기자 alex@seoul.co.kr

개인 맞춤형 의료 시대가 다가오고 있다. 1953년 왓슨과 크릭이 DNA의 이중나선 구조를 밝혀낸 이후 인간의 유전 정보가 담긴 DNA 분석을 위한 노력은 계속됐다. 1990년에 시작된 휴먼 게놈 프로젝트가 2003년 4월에 완성됐고, 그 후 DNA 염기서열 분석 기술은 눈부신 발전을 거듭했다. 휴먼 게놈 프로젝트 당시 한 사람의 게놈 서열을 분석하는 데 드는 비용은 엄청난 고가였으나 최근에는 저렴해진 상품들이 출시되고 있다. 특정 유전자 분석을 상품화한 회사들도 있다. 건강 관련 정보를 비롯한 유전자 정보를 알려 주는 상품을 99달러에 시판하기도 했으나, 2013년 11월 미국식품의약처(FDA)는 안전성을 이유로 의료정보를 포함한 상품의 판매금지 처분을 내리기도 했다. 동일인의 유전자 정보가 유전정보회사에 따라 분석 결과가 전혀 다르게 나타나기도 하고, 해당 유전자가 어떤 정보를 의미하는지에 대한 명확한 자료가 부족했기 때문에 추가 연구가 필요하다는 것이다. 휴먼 게놈 프로젝트가 성공할 당시 인류가 느꼈던 희열의 크기에 비해 현재의 유전자 과학은 답보 상태에 빠진 듯 보인다. 그러나 유전자 검사를 통해 혜택을 보는 분야도 있다. 암치료의 경우다. 암이란 자신의 유전자 중 일부에서 돌연변이가 발생해 암세포로 변화한 것이므로 유전자에 의한 질병이라고 볼 수 있다. 인간 유전자 중 특정 암과 관련성이 있는 유전자들이 발견되면서 이 유전자들을 표적으로 하는 맞춤형 치료들이 등장하고 있다. 아직까지 드라마틱한 반전을 보여 주는 맞춤형 치료들은 많지 않다. 말기 암환자의 수명을 몇 개월 연장시키는 데 그치는 경우가 대부분이긴 하지만 획기적인 개발도 있었다. 대표적으로 HER2 유전자에 양성인 유방암 환자를 대상으로 한 유방암 치료는 새로운 전기를 마련했다. HER2 양성 환자는 치료 성적이 좋지 않은 환자군에 속했으나 최근 허셉틴의 후속 약물들로 페르투주맙과 같은 약들이 개발되면서 말기 유방암 환자도 약 복용을 지속하면 평균 수명을 5~7년 연장할 수 있게 됐다. 평균 수명이 길지 않은 전이성 폐암 환자의 경우도 맞춤형 치료로 기존보다 여명이 연장되고 있다. 따라서 미국종합암네트워크(NCCN) 가이드라인에서는 전이성 폐암 환자에 대해 EGFR과 ALK의 유전자 검사 시행을 강력히 권고했다. 췌장암으로 사망한 스티브 잡스의 경우도 맞춤형 치료제를 찾기 위한 노력으로 생전에 두 번의 유전자 염기서열 분석을 했다고 한다. 그는 암치료 표적 유전자는 찾았으나 당시 이 유전자에 대한 맞춤형 약이 없어 치료를 받지 못했다. 그 외에도 해결될 문제들이 더 있다. 현재까지 개발된 맞춤형 약들의 경우 유전적 변이와 후생유전학적 요인에 의해 약물 내성이 생긴다. 게다가 맞춤형 약들은 한 달에 수백만원을 호가하는 고가의 치료비가 필요하다. 이 비용은 약을 개발한 제약회사에 대한 로열티로 상당 부분 지불되는데 우리나라와 같이 맞춤형 약을 개발해 내지 못하는 상황에서 맞춤형 의료 시대는 남의 나라 잔치가 될 가능성이 있다. 암 치료를 위한 유전자 검사 비용도 현재까지는 비싼 편이다. 기술이 개발되면 가격이 더 떨어질 가능성이 있지만 원천 기술이 우리에게 없다면 또 동일한 수준의 비싼 값을 치러야 한다. 하지만 맞춤형 치료를 위한 약의 개발 속도가 빨라지고 있으므로 불치병으로 고생하는 환자들도 수명이 연장된다면 새로운 맞춤형 약제를 시도해 볼 수 있는 기회가 생길 수 있다는 희망도 있다.

[세상을 훔친 지식설계도, 다이어그램] 스콧 크리스찬슨 지음/이섬민 옮김/다빈치/448쪽/2만 5000원 역사학자들은 인류 최고의 발명품 가운데 하나로 수세식 변기를 꼽는다. 인류가 수세식 화장실을 처음 사용한 흔적은 기원전 26세기쯤 인더스 문명의 하라파, 모헨조다로 유적에서 발견됐다. 그리고 기원전 18세기 크레타 섬의 크노소스 궁전에서도 수세식 변기는 등장한다. 우리가 알고 있는 현대식 변기는 1596년 영국 엘리자베스 1세 때의 시인이자 발명가인 존 해링턴(1561~1612)이 고안했다. 해링턴은 두 개의 수세식 변기를 만들어 이 중 하나를 여왕에게 바쳤다. 하지만 애석하게도 소음이 너무 컸던 그의 발명품은 잊혔다. 여왕조차도 사용하지 않았다. 이후 18세기에 나온 개량품이 시장을 장악한다. 해링턴은 수세식 변기를 ‘다이어그램’(수량이나 관계 따위를 나타낸 도표)으로 표현했다. 깨끗한 물이 용기를 15㎝가량 채우게 함으로써 악취가 관을 통해 역류하는 것을 막는 등 상당한 기능을 갖추고 있었다. 그의 다이어그램은 수백년에 걸쳐 수세식 변기가 개량되는 데 결정적인 도움을 준 셈이다. 신간 ‘세상을 훔친 지식 설계도, 다이어그램’은 때로는 백 마디 말보다 한 장의 간단한 스케치나 도면이 더 쉽게 이해를 돕는다는 다이어그램의 가치를 절감하게 만든다. 기원전 3000년쯤 그려진 프랑스 쇼베 동굴 벽화부터 DNA 이중나선, 갈릴레오 갈릴레이의 스케치, 에디슨의 전구 그림, 프로이트의 정신분석도, 애플의 아이팟 도면까지 동서양의 여러 획기적인 아이디어를 담은 스케치 100개를 망라했다. 다이어그램마다 그림 한두 장에 두세 쪽씩 간결하게 설명이 붙었다. 덕분에 끝까지 질리지 않고 읽을 수 있다. 저자인 스콧 크리스찬슨은 미국의 언론인 출신이다. 그는 “수록된 다이어그램들은 깊이 있고 지속적인 관찰, 실험, 숙고, 연구, 지식인과 창작가의 상호의존성을 인식한 미적 훈련의 최종 산물”이라고 강조했다. 다이어그램이 추상적 사고의 정수이며, 인간이란 어떤 존재인가를 근본적으로 표현하는 매개체라는 설명이다. 오상도 기자 sdoh@seoul.co.kr

여기 인류 역사를 갈림길로 이끈 ‘왓슨’들이 있다. 한 명은 60년 전 디옥시리보핵산(DNA·유전자)을 발견해 생명의 신비를 풀었다. 생물학은 그의 논문 이전과 이후로 나뉜다. 물어보거나 기억하지 않고도 누가 누구의 아들인지 알아낼 수 있게 됐고, 범죄 현장에서 형사들이 찾는 흔적의 종류가 달라졌다. 더 빨리, 더 크게 자라는 식물은 물론 복제동물까지 만들 수 있다. 또 다른 왓슨은 더 많은 것이 달라질 새로운 60년을 여는 입구에 서 있다. 사람을 뛰어넘는 컴퓨터의 도전이다. 왓슨은 TV에 출연해 역사상 가장 위대한 퀴즈 챔피언을 간단히 제압하고 과거의 정보를 모아 미래를 그려낸다. 의약학, 건축학, 사회학 등 그의 거대한 까만 두뇌는 인류의 삶 자체를 바꾸고 있다. 유전자를 발견한 제임스 듀이 왓슨(85)이 오늘을 만들었다면, IBM의 슈퍼컴퓨터 왓슨은 내일을 만들고 있다. ■생명의 신비 ‘DNA 구조’ 규명 60주년 제임스 왓슨 1953년 2월 28일. 영국 캐번디시 연구소에서 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭(1916~2004)이 마분지를 만지작거리고 있었다. 일주일 전인 21일 크릭은 연구소 근처의 한 선술집에서 “우리가 생명의 신비를 밝혔다”고 외쳤고, 이들은 이를 입증하기 위해 애쓰고 있던 참이었다. 생각했던 모형이 다 만들어진 순간을 왓슨은 나중에 “진실일 수밖에 없다는 것을 확인하는 것이 정말 아름다웠다”고 회고했다. 3월 7일에는 케임브리지의 공장에서 높이 180㎝에 이르는 마분지 모형이 완성됐다. DNA의 구조가 공식석상에서 공개된 것은 그해 4월 8일이었다. 연구소장이었던 로런스 브레그는 벨기에 솔베이단백질학회에서 모형을 선보였다. 하지만 어떤 언론도 이를 보도하지 않았다. 25세의 왓슨과 37세의 크릭이 생물학계를 뒤흔들 발견을 했다는 사실을 믿지 않은 것이다. 왓슨과 크릭은 X선 사진을 제공해 DNA 구조 규명에 결정적인 기여를 한 모리스 윌킨스와 함께 4월 25일 과학저널 ‘네이처’에 논문을 게재했다. “우리는 DNA의 구조를 보이고자 한다. 이 구조는 새로운 특징들을 갖고 있는데, 생물학적으로 의미심장하다”라는 문장으로 시작하는 128줄에 불과한 이 논문은 아인슈타인의 ‘상대성 이론’과 함께 20세기 최고의 발견으로 평가된다. 그러나 이 네이처 논문조차 외면받았다. 5월 14일에서야 뉴스 클로니클의 리치 칼더가 이 논문을 보도했다. 기사의 제목은 ‘당신은 어떻게 당신인가 : 생명의 비밀에 다가가다’였다. 왓슨과 크릭은 DNA를 ‘발견’한 사람들은 아니다. DNA를 처음 발견한 사람은 스위스 화학자 요한 미셰르다. 그는 1869년 백혈구 세포에서 핵을 뽑아내는 과정에서 산성을 띤 커다란 분자를 분리해 냈고, 이 물질에 ‘뉴클레인’이라는 이름을 붙였다. 하지만 무엇을 의미하는지에 대해서는 정확하게 알지 못했다. 1940년대 오스왈드 에이버리가 DNA가 유전자의 기본 물질이라는 것을 알아냈다. 하지만 ‘네 개의 염기가 반복되는 것에 불과한 DNA가 어떻게 복잡한 유전정보를 담고 있는가’에 대한 의문은 풀리지 않았다. 왓슨과 크릭은 DNA의 구조 규명을 통해 이에 대한 해답을 내놓았다. 이중나선은 한 가닥을 떼어내 스스로 복제함으로써 다음 세대에 본인의 유전정보를 물려줄 수 있도록 설계돼 있기 때문이었다. 왓슨과 크릭의 인생은 변했다. 크릭은 자서전에 “왓슨과 크릭이 DNA 구조를 만든 것이 아니라, DNA 구조가 왓슨과 크릭을 만들었다고 해도 과언이 아니다”라고 썼다. 왓슨은 하버드대 교수가 됐고, 논문 발표 9년 만인 1962년 크릭과 함께 노벨상을 받았다. DNA의 구조 규명은 인류가 생명을 바라보는 시각을 바꿔 놓았다. 생명의 근원에 더 가까이 갔고, 심지어 생명을 조작하는 것은 물론 창조를 꿈꾸고 있다. 식물의 유전자 조작을 통해 병충해에 강하거나, 가뭄에도 죽지 않는 식물종이 탄생했다. 1996년에는 최초의 유전자 조작 포유류인 복제양 돌리가 태어났고, 이후 소와 개도 만들어졌다. 생활에도 직접적인 영향을 미쳤다. 친자 관계 확인이 몇 십만원만 내면 가능할 정도로 보편화됐고, 수백년 전 유골의 족보도 밝혀낼 수 있게 됐다. 1987년 미국은 법정에서 DNA 증거를 처음으로 채택했고, 한국에서도 1992년 의정부 여중생 성폭행사건을 계기로 DNA 감정이 인정됐다. 하지만 당초 기대처럼 DNA가 모든 생명의 신비를 여는 열쇠를 쥐고 있는 것은 아니다. DNA는 단백질이 있어야만 스스로 복제할 수 있다. 또 단백질은 DNA가 있어야만 만들어진다. 그렇다면 최초의 DNA는 과연 어디에서 왔는가. 해답의 실마리는 최근 연구가 활발한 리보핵산(RNA)이 갖고 있다. DNA가 컴퓨터의 하드 드라이브라면 RNA는 일시적인 파일로 탄생해 세포 주위를 움직이면서 지시를 내린다. 특히 RNA는 단백질 없이 스스로 복제가 가능한 최초의 생화학적 물질 단위다. 결국 RNA의 정체까지 모두 밝혀져야 생명의 신비가 풀리는 셈이다. 이는 왓슨과 크릭의 연구를 이어받은 후학들이 풀고 있는 숙제이기도 하다. 박건형 기자 kitsch@seoul.co.kr ■퀴즈쇼 이어 요리사 도전… 6살 IBM 슈퍼컴 왓슨 ‘왓슨’은 뚜렷한 실체가 없다. 공통점은 검거나 짙푸른 서버로 구성돼 있다는 것뿐이고, 내용물과 목적은 그때그때 다르다. 슈퍼컴퓨터 왓슨의 이름은 IBM 창업자인 토머스 왓슨에서 비롯됐다. IBM이 밝힌 왓슨의 개발 목표는 아주 간단했다. ‘생각하는 컴퓨터’이자 ‘인공지능’이다. 컴퓨터가 인간에 처음으로 도전한 것은 1967년이었다. 철학자 드레퓌스와 체스 프로그램 ‘맥핵’이 체스 대결을 펼쳤고, 맥핵이 드레퓌스를 눌렀다. 하지만 사람들은 어쩌다 있는 일 정도로 받아들였다. IBM은 1989년부터 체스 챔피언과 자사 슈퍼컴 간의 대결을 공개했다. 1989년부터 1997년까지는 인간 챔피언이 우세했지만, 이후에는 IBM의 슈퍼컴들이 잇따라 승리를 거뒀다. 2008년 드디어 왓슨 프로젝트가 시작됐다. 창업자의 이름을 따온 것에서 엿볼 수 있듯이 왓슨은 체스 같은 여흥이 아닌 본격적인 인공지능에 도전하고 있다. 왓슨은 초당 80조회 이상의 사칙연산을 할 수 있고, 수백만권의 책을 저장하고 있다. 수많은 검색 결과 중에 가장 최적화된 답을 스스로 찾아내 하나의 답을 골라 제시하는 ‘유추’가 가능하다는 것이 특징이다. IBM은 왓슨의 성능을 시험하기 위해 사람들의 지적 경연인 ‘퀴즈쇼’를 선택했다. 단순히 묻고 답하는 형태가 아닌 다양한 질문이 존재하는 ‘제퍼디’에 왓슨이 출연한다는 소식이 전해졌을 때 모두가 비웃었다. 컴퓨터가 사람의 농담과 비꼬는 질문을 이해하고 답할 수 있다는 사실을 믿기 힘들었기 때문이다. 하지만 2011년 왓슨은 실제로 TV에 출연해 제퍼디 역사상 가장 뛰어난 챔피언인 켄 제닝스와 브래드 루터를 압도적으로 눌렀다. 왓슨은 전 세계적인 관심을 모으고 있는 ‘빅 데이터’ 기술의 상징적 존재다. 너무나 방대해서 누구도 분류할 엄두조차 내지 못했던 수많은 정보들을 왓슨은 순식간에 검색할 수 있다. 특히 검색에서 그치지 않고 스스로 유의미한 자료와 전망을 뽑아낼 수 있다는 점이 중요하다. 왓슨이 상용시장에 등장한 지 채 2년이 지나지 않았지만, 원격으로 왓슨을 시장 분석 등에 활용하는 기업만 1만개가 넘는다. 하지만 IBM은 여기에 만족하지 않는다. 지난달 28일(현지시간) IBM은 캘리포니아 알마든 센터에서 새로운 도전 분야들을 공개했다. 약물 검색, 산업기계 감시 등은 물론 ‘음식 메뉴 개발’도 포함됐다. 왓슨은 과거의 약물 개발 자료를 이용해 어떤 단백질이나 약품이 질병에 미치는 영향과 부작용을 예측할 수 있다. 10년여에 걸쳐 평균 1억 달러 이상이 투입되는 신약 개발 과정을 획기적으로 단축시킬 수 있다는 것이다. 현재 다국적 제약사인 글락소스미스클라인이 왓슨을 활용해 15개의 말라리아 신약 후보를 도출한 상태다. 왓슨은 광산 채굴에도 사용된다. 호주 타이스사의 채굴 장비는 12개의 다리와 200개가 넘는 센서로 구성돼 있는데, 과거에는 사람이 일일이 조종하면서 문제가 생길 경우 전체를 꺼내서 수리해야 했다. 하지만 왓슨은 스스로 판단해 실시간으로 채굴 장비를 조종함으로써 문제 발생 확률을 낮추고, 고장 부위도 즉각 파악할 수 있다. 특히 ‘요리사 왓슨’으로 불리는 프로젝트는 퀴즈쇼 출연에 이어 인간과 컴퓨터의 경계를 무너뜨릴 수 있는 기념비적인 작업으로 평가된다. 왓슨이 사람의 지능을 흉내내는 것에 그치지 않고, 사람이 느끼는 맛에도 도전할 수 있다는 의미이기 때문이다. 왓슨은 요리사가 제시한 코코아, 샤프란, 흑후추, 아몬드, 벌꿀 등의 요리 재료를 자신이 저장하고 있는 음식의 맛과 관련한 화학식 데이터베이스를 검색해 아침식사용 페스트리인 ‘스페인식 크레센트’라는 새로운 메뉴를 내놓았다. 음식을 만들어 시험해 본 결과 왓슨의 레시피는 맛과 모양 모두 훌륭했지만 버터가 들어가지 않았다. 왓슨이 버터를 ‘건강에 좋지 않은 것’으로 인식했기 때문이다. 하지만 버터 대신 식물유를 사용한 왓슨의 레시피는 요리사에게 훨씬 더 어렵고 세심한 작업을 요구했다. 왓슨의 머릿속에는 ‘난이도’에 대한 개념이 없기 때문에 벌어진 현상이었다. 박건형 기자 kitsch@seoul.co.kr

국내 연구진이 이중나선 모양인 유전자(DNA)의 한 가닥만을 선별해 자를 수 있는 ‘유전자 가위’(일명 인공 틈새효소) 기술을 개발하는 데 성공했다. 지금까지의 기술로는 두 가닥을 잘라야 해 돌연변이 등 부작용이 많았다. 돌연변이 유전자를 교정하거나 유전자 변이를 일으키게 할 수 있는 획기적인 신기술이라는 평가를 받고 있다. 김진수 서울대 화학부 교수는 “DNA 두 가닥 중 한 가닥만을 자르는 유전자 가위 기술을 개발해 세포 독성이나 돌연변이 등을 유발하는 부작용 없이 원하는 장소에서만 변이를 일으킬 수 있게 됐다.”고 29일 밝혔다. 연구 결과는 유전체 분야 권위지인 ‘게놈 리서치’ 최신 호에 게재됐다. 유전자 가위는 DNA의 특정 염기서열에 침입해 틈새를 만드는 방식으로 절단하거나 교정할 수 있는 일종의 인공 효소다. 이 기술을 이용하면 인간의 체세포를 포함한 모든 동식물세포의 비정상적인 염기서열을 바로잡거나 뒤집어진 유전자를 원상 복구할 수 있어 최근 과학계에서 주목받고 있다. 김 교수팀은 최근 뒤집어진 혈우병 유전자를 유전자 가위를 이용해 원상 복구하는 기술을 개발하기도 했다. 기존의 유전자 가위 기술은 DNA의 두 가닥을 모두 잘라내 독성을 일으키거나 표적으로 삼지 않은 곳에서 작동해 의도하지 않은 돌연변이를 일으키는 등 상용화하는 데 한계가 있었다. 김 교수팀은 유사 DNA를 외부에서 주입하는 방식으로 유전자를 정교하게 교정하면서 표적 장소에서만 변이를 일으키는 기술을 개발했다. DNA를 구성하는 두 가닥을 정확히 구분할 수 있을 정도로 정밀도를 높인 것이다. 김 교수는 “에이즈나 혈우병 같은 난치성 질환을 원천적으로 치료하는 데 활용할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

“전 세계의 관심이 노르웨이와 스웨덴으로 모이는 ‘북유럽의 계절’이 돌아왔습니다. 1901년 제정돼 올해로 110주년을 맞는 노벨상 수상자 발표가 10월 3일(현지시간)부터 시작됩니다. 지구상에 존재하는 셀 수 없이 많은 상을 발 아래 둔 바로 그 상입니다. 오죽하면 필즈상은 ‘수학계의 노벨상’이고, 프리츠커상은 ‘건축의 노벨상’이라고 불리겠습니까. 매년 10여명씩, 800명이 넘는 사람과 단체에 수여됐지만 아직도 단 한 개를 받지 못해 속을 태우는 나라가 대다수입니다. 왜 모두들 노벨상에 목을 매고 염원하는 걸까요. 18k 금을 순금으로 도금한 메달과 1인당 평균 5억원씩 돌아가는 상금이 이유의 전부는 아니겠지요. 노벨상의 영광 뒤에 숨겨진 사연을 보내 주세요. 상금이나 시상식은 없습니다. 대신 마음 속에 꾹꾹 담아 왔던 얘기들을 널리 알려드립니다.” 서울신문 가상인터뷰 ‘후 앤드 왓’(Who&What)은 2011 노벨상 수상자 발표를 앞두고 ‘노벨상 수기 공모전’을 열기로 했다. 100년이 넘는 세월을 이어온 노벨상에 얽힌 수많은 사연들이 세계 곳곳에서 답지했다. 눈에 띄는 작품 중에서 1위부터 3위까지와 특별상을 선정했다. 수기 한편, 한편을 읽으면서 노벨상 수상자들에게는 살아생전은 물론 사후에도 인류사에 이름을 남기는 자랑스러운 일이지만, 이 위대한 상이 모두에게 즐거운 기억만을 주는 것은 아니라는 점을 마음 깊이 새길 수 있었다. [금메달] 이브 퀴리(1904~2007) “부모·남편·언니 모두 노벨상… 종군 기자로 엄친딸 극복했죠” ‘엄친딸’이라는 말이 있습니다. 하지만 존경받는 집안에서 홀로 다른 재능을 갖고 태어나는 것은 엄친딸 수백명이 주위에 있는 것만큼 이상한, 미운 오리새끼가 되는 것 같은 느낌입니다. 짐작하셨겠지만 제 아버지는 피에르 퀴리(1903년 노벨물리학상), 어머니는 마리 퀴리(1903년 물리학상, 1911년 화학상)입니다. 제 언니 이렌과 형부 프레데리크 졸리오 퀴리도 1935년 노벨화학상을 공동 수상했습니다. 저는 제게 없는 과학적 재능 대신 책을 쓰고 세상을 돌아다니는 길을 택했죠. 어머니의 전기를 써 베스트셀러 작가가 됐고, 2차 세계 대전 때는 종군 특파원으로 리비아, 러시아, 미얀마, 중국 등을 돌아다녔습니다. 국제기구 활동을 하던 중 미국의 외교관 헨리 리처드슨 라부이스 주니어를 만나 결혼했죠. 남편도 1965년 유니세프 대표로서 노벨 평화상을 수상했습니다. 하지만 제 가족의 진정한 영예는 노벨상이 아닙니다. 방사선에 노출되면서도 인류를 위한 연구를 멈추지 않았던 어머니, 막대한 가치를 가진 기술의 특허를 일부러 출원하지 않은 아버지의 인류애가 제 핏속에 흐른다는 것에 무엇보다 행복함을 느낍니다. 6개의 노벨상을 수상한 퀴리 가문이 인류사에 공헌한 가치에 대해서는 두말할 필요조차 없다. 연구에 바빠 노벨상 수상식에도 참여하지 않은 마리 퀴리의 모습에서 그들이 얼마나 부와 명예를 초월한 존재였는지 알 수 있다. 가문에서 유일하게 노벨상을 수상하지 못했지만, 전쟁을 막기 위해 전쟁터를 누빈 평화주의자이면서 국제기구 활동에 앞장섰던 ‘영원한 프랑스의 연인’ 이브 퀴리에게 금메달을 수여하는 것이 마땅하다고 사료된다. [은메달] 장 폴 사르트르(1905~1980) “수상 거부 진정한 이유?… 질투 아닌 자유” 누구나 받고 싶어하는 상이라는 노벨상의 대전제는 틀렸다. 왜냐? 1964년 노벨문학상 수상을 거부한 내가 그 증거다. 이유는 간단했다. 내가 쓴 책에 ‘장 폴 사르트르’라고 쓰여있는 것과 ‘노벨문학상 수상자 장 폴 사르트르’라고 쓰여있는 것은 읽는 독자 입장에서 완전히 다르기 때문이다. 나는 내 독자들을 ‘바람직하지 않은’ 압력에 노출시키고 싶지 않았다. 무엇보다 나는 노벨상 선정자 발표에서 나를 나타내는 대명사로 쓰인 ‘자유’라는 말이 마음에 들지 않는다. 그들이 생각하는 자유란 ‘최소한 한 켤레 이상의 신을 가지고, 굶주리지 않는 자유’에 불과하다. 노벨상은 문학적인 영예에 거액의 상금을 줌으로써 수상자들의 어깨에 무거운 짐을 얹어주고 있다. 난 내 모든 친구들이 공유하고 있는 원칙을 버릴 수 없다는 생각에서 수상을 거부한 것이다. 호사가들이 퍼뜨리는 이상한 소문에 대해서도 한마디 하겠다. 나는 결단코 내 필생의 라이벌인 알베르 카뮈(1957년 노벨 문학상 수상)가 나보다 먼저 상을 받았기 때문에 자존심이 상해서 상을 거부한 것이 아니라는 점을 밝혀 둔다. ‘작가는 스스로 제도화되기를 거부해야 한다.’고 주장한 당사자가 이를 실천으로 옮겼다는 점에서 사르트르의 노벨상 수상 거부는 하나의 사건이었다. 110년의 노벨상 역사에서 자의로 수상을 거부한 사람은 샤르트로와 1973년 평화상 수상자로 선정됐던 레 둑토 북베트남 총리뿐이다. 하지만 사르트르는 후일 금전적인 이유로 ‘상금만 받을 수도 있다.’며 입장을 바꿔 웃음거리가 됐다. 은메달에 머문 이유다. [동메달] 로절린드 프랭클린(1920~1958) “도둑맞은 DNA 연구성과… 지하에서 울었죠” 노벨상 최고의 업적을 꼽으라면 단연 1962년 생리·의학상일 겁니다. 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭이 DNA의 이중나선구조를 밝혀낸 일이죠. 이후 유전공학이라는 새로운 학문이 만들어졌고, 인류는 영생을 꿈꾸게 됐습니다. 하지만 두 사람은 정말 노력의 대가를 받은 걸까요? 2차대전 이후 영국은 물자가 부족했기 때문에 두 개의 대학이 같은 연구를 하는 것이 허용되지 않았습니다. X선을 이용해 DNA의 구조를 연구하는 일은 제가 있던 킹스칼리지의 몫이었고, 캐번디시연구소의 왓슨과 크릭은 제 연구에 접근할 수 없었죠. 하지만 1962년 노벨상의 공동수상자인 우리 대학의 모리스 윌킨스가 그들에게 제가 찍어낸 X선 사진들을 넘겨줬습니다. 1952년 5월, 전 DNA의 이중나선구조를 X선으로 명확하게 찍었습니다. 하지만 연구에 부족함을 느꼈던 저는 발표를 미뤘고, 사진은 몰래 두 사람한테 전해졌죠. 결국 왓슨이 네이처에 논문을 발표하면서 성과는 그들의 것이 됐습니다. 그나마 다행일까요. 저는 세 사람이 노벨상을 받는 장면을 보지는 못했습니다. 1958년에 난소암으로 이미 연구성과 도둑 따위는 없는 세상으로 왔기 때문이죠. 만약 제가 살아있었다면 윌킨스 대신 제가 그 자리에 있었을까요. 아마 쉽지 않은 일이었을 겁니다. 왓슨이 저에 대해 그랬다죠. “깐깐하고 욕심많은 여성”이라고요. 진짜 욕심이 많은 건 누구일까요. ‘과학의 전당에서 여성이 차지하는 낮은 지위의 상징이 돼 버린 다크레이디’ 프랭클린을 이보다 잘 나타내는 수식어는 없다. 38세의 젊은 나이에 세상을 떠나면서도 끝까지 연구를 놓지 않았던, 유전공학의 진정한 어머니에게 동메달을 수여한다. [특별상] 더글라스 프레이셔(1951~ ) “해파리 연구 헌납하고 셔틀버스 기사로 헌신” 2008년 노벨 화학상 발표가 있던 날, 저는 16년 전을 떠올렸죠. 1992년 당시 미국 우즈홀의 해양생물학 연구소에서 일하고 있던 저는 해파리에서 발견된 형광단백질(GFP)에 깊은 관심을 갖고 있었습니다. 스스로 빛을 발하는 GFP를 유전자에 넣으면 신경세포가 어떻게 발달하는지, 암세포가 어떤 경로로 움직이는지를 알 수 있다는 점 때문이었습니다. 저는 해냈습니다. GFP의 유전자 서열을 분석했고, 해파리의 DNA에서 GFP 유전자를 분리해 내는 데도 성공했습니다. 하지만 거기까지였습니다. 연구비 지원이 중단됐고, 저는 미항공우주국(NASA·나사)으로 옮겨 연구를 계속했지만 금방 해고됐습니다. 그동안의 연구를 버리기는 너무 아까웠습니다. 모든 결과물을 컬럼비아대 마틴 찰피 교수와 샌디에이고 캘리포니아대의 로저 치엔 교수에게 넘겼습니다. 2008년 노벨 화학상이 찰피와 치엔, GFP를 처음 발견한 일본의 오사무 시모무라 박사에게 주어졌을 때 저는 앨라배마주 헌츠빌에 있었습니다. 도요타 매장에서 시간당 10달러를 받고 셔틀버스를 모는 일이 제 직업입니다. 만약 우즈홀이나 나사에서 해고되지 않았다면, 그들의 자리에 제가 있지 않았을까 가끔 생각합니다. 하지만 이 역시 인생이겠죠. 일생일대의 연구를 인류 발전을 위해 아낌없이 나눈 프레이셔의 숭고한 정신에 경의를 표한다. 특히 노벨상 발표 이후에도 본인의 공헌을 전혀 강조하지 않고 있다는 점은 놀라울 정도다. 하지만 살아있는 인물이고, 진정한 평가는 사후에 이뤄진다는 점에서 번외로 특별상을 수여한다. ●참고문헌 퀴리가문(데니스 브라이언·전대호/지식의숲) 로절린드 프랭클린과 DNA(브렌다 매독스·나도선/양문) 당신에게 노벨상을 수여합니다(노벨재단·이광렬/바다출판사) 위대한 여성과학자들(송성수/살림) 과학사의 빛나는 순간(마농 바우크하게·이수영/웅진주니어) ‘노벨상 위의 사르트르’(르 몽드 1964년 10월22일자) 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr 서울신문은 매주 1회 독특한 포맷의 가상 인터뷰 [WHO&WHAT(후 앤드 왓)]을 1개면에 걸쳐 연재하고 있습니다. 일반 신문기사로는 다루기 힘든 동서고금의 지식과 역사의 정수들을 만남 또는 대담의 형식을 통해 알기 쉽고 재미있게 소개하는 지면입니다. 청소년, 어른 모두에게 즐겁고 색다른 지식의 장이 될 것으로 자부합니다. 특히 입시를 준비하는 학생들에게는 훌륭한 논술교재로도 활용할 수 있을 것입니다. [WHO&WHAT] “퀴즈쇼서 인간에 완승한 슈퍼컴 왓슨(Watson)을 만나다” [WHO&WHAT] 무덤에서 불러낸 독재자 4인의 가상만찬 ‘재스민 혁명’을 논하다 [WHO&WHAT] 천재소년 송유근, ‘우주비행 성공 50주년’ 맞아 유리 가가린을 만나다 [WHO&WHAT] ‘슈퍼히어로’ 스파이더맨, 정신과 전문의 김상준 원장과 상담하다 [WHO&WHAT] 지구수비대 지원한 인간형 로봇 ‘마루’ “아톰·태권V처럼 지구 지켜서…” [WHO&WHAT] ‘최악’ 통념 B형 男기자, 혈액형의 아버지 ‘란트슈타이너’에 따지다 [WHO&WHAT] ‘전 세계 여성의 로망’ 버킨백을 만나다 [WHO&WHAT] 선택 따라 전혀 다른 결과…”이렇게 검색하면 진리가 밝혀질까?” [WHO&WHAT] “남느냐, 떠나느냐” 희곡으로 본 어느 서재 도서들의 열띤 논쟁 [WHO&WHAT] ‘위대한 유산’ 남긴 간송미술관의 전형필, 그리고 우피치미술관의 메디치 [WHO&WHAT] 위대한 예술가 미켈란젤로, 그는 왜 라파엘로를 죽이고 싶었을까 [WHO&WHAT] ‘美우주왕복선은 초대형 폭탄이나 마찬가지’ 물리학자 파인먼의 폭로 [WHO&WHAT] 외규장각 도서 귀환으로 본 약탈문화재의 ‘수구초심(首丘初心)’ [WHO&WHAT] “재능만 주고 사랑은 주지 않던 나쁜 부모들” 유명 인사들의 회상기 [WHO&WHAT] 인류역사를 바꾼 ‘억세게 운 좋은 사내들’ 서바이벌 현장…과연 승자는? [WHO&WHAT] 소설 속 영국인 주인공 폴 웨스트 “파리서 1년 살아보니” [WHO&WHAT] 인류 첫 셀레브러티 ‘클레오파트라’… 베일 속의 그녀의 얘기 들어보니 [WHO&WHAT] 유전학의 창시자 수도사 멘델의 고백… “저, 유전학의 아버지 아니에요” [WHO&WHAT] 인간은 이기적 동물? 이타적 동물?…러시아 식물학자 니콜라이 바빌로프가 밝힌 유전자의 비밀[WHO&WHAT] 아쉽게 놓친 노벨상’가상 수기’ 공모해보니

공고 “전세계의 관심이 노르웨이와 스웨덴으로 모이는 ‘북유럽의 계절’이 돌아왔습니다. 1901년 제정돼 올해로 110주년을 맞는 노벨상 수상자 발표가 10월 3일(현지시간)부터 시작됩니다. 지구상에 존재하는 셀 수 없이 많은 상을 발 아래 둔 바로 그 상입니다. 오죽하면 필즈상은 ‘수학계의 노벨상’이고, 프리츠커상은 ‘건축의 노벨상’이라고 불리겠습니까. 매년 10여명씩, 800명이 넘는 사람과 단체에 주지만 아직도 단 한 개를 받지 못해 속을 태우는 나라가 대다수입니다. 왜 모두들 노벨상에 목을 매고 염원하는 걸까요. 18k 금으로 도금된 메달과 1인당 평균 5억원씩 돌아가는 상금이 이유의 전부는 아니겠지요. 노벨상의 영광 뒤에 숨겨진 사연을 보내 주세요. 상금이나 시상식은 없습니다. 대신 마음 속에 꾹꾹 담아 왔던 얘기들을 널리 알려드립니다.” 서울신문 가상인터뷰 ‘후 앤드 왓’(Who&What)은 2011 노벨상 수상자 발표를 앞두고 ‘노벨상 수기 공모전’을 열기로 했다. 100년이 넘는 세월을 이어온 노벨상에 얽힌 수많은 사연들이 세계 곳곳에서 답지했다. 그중 눈에 띄는 작품을 1위부터 5위까지 선정했다. 수기 한편, 한편을 읽으면서 노벨상 수상자들에게는 살아생전은 물론 사후에도 인류사에 이름을 남기는 자랑스러운 일이지만, 이 위대한 상이 모두에게 즐거운 기억만을 주는 것은 아니라는 점을 마음 깊이 새길 수 있었다. 특별상 더글라스 프레이셔(1951~) 2008년 노벨 화학상 발표가 있던 날, 저는 16년 전을 떠올렸죠. 1992년 당시 미국 우즈홀의 해양생물학 연구소에서 일하고 있던 저는 해파리에서 발견된 형광단백질(GFP)에 깊은 관심을 갖고 있었습니다. 스스로 빛을 발하는 GFP를 유전자에 넣으면 신경세포가 어떻게 발달하는지, 암세포가 어떤 경로로 움직이는지를 알 수 있다는 점 때문이었습니다. 저는 해냈습니다. GFP의 유전자 서열을 분석했고, 해파리의 DNA에서 GFP 유전자를 분리해 내는 데도 성공했습니다. 모든 과학자들의 꿈인 최고의 과학학술지 사이언스에 논문도 냈습니다. 하지만 거기까지였습니다. 연구비 지원이 중단됐고, 저는 미항공우주국(NASA·나사)으로 옮겨 연구를 계속했지만 금방 해고됐습니다. 그동안의 연구를 버리기는 너무 아까웠습니다. 모든 결과물을 컬럼비아대 마틴 찰피 교수와 샌디에이고 캘리포니아대의 로저 치엔 교수에게 넘겼습니다. 2008년 노벨 화학상이 찰피와 치엔, GFP를 처음 발견한 일본의 오사무 시모무라 박사에게 주어졌을 때 저는 앨라배마주 헌츠빌에 있었습니다. 도요타 매장에서 시간당 10달러를 받고 셔틀버스를 모는 일이 제 직업입니다. 만약 우즈홀이나 나사에서 해고되지 않았다면, 그들의 자리에 제가 있지 않았을까 가끔 생각합니다. 하지만 이 역시 인생이겠죠. 심사평 일생일대의 연구를 인류 발전을 위해 아낌없이 나눈 프레이셔의 숭고한 정신에 경의를 표한다. 특히 노벨상 발표 이후에도 본인의 공헌을 전혀 강조하지 않고 있다는 점은 놀라울 정도다. 하지만 살아있는 인물이고, 진정한 평가는 사후에 이뤄진다는 점에서 번외로 특별상을 수여한다. 　 동메달 로절린드 프랭클린(1920~1958) 노벨상 최고의 업적을 꼽으라면 단연 1962년 생리·의학상일 겁니다. 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭이 DNA의 이중나선구조를 밝혀낸 일이죠. 이후 유전공학이라는 새로운 학문이 만들어졌고, 인류는 영생을 꿈꾸게 됐습니다. 하지만 두 사람은 정말 노력의 대가를 받은 걸까요? 2차대전 이후 영국은 물자가 부족했기 때문에 두 개의 대학이 같은 연구를 하는 것이 허용되지 않았습니다. X선을 이용해 DNA의 구조를 연구하는 일은 제가 있던 킹스칼리지의 몫이었고, 캐번디시연구소의 왓슨과 크릭은 제 연구에 접근할 수 없었죠. 하지만 우리 대학의 모리스 윌킨스, 1962년 노벨상의 공동수상자인 그 윌킨스가 두 사람과 친했죠. 윌킨스는 그들에게 제가 심혈을 기울여 찍어낸 X선 사진들을 넘겨줬습니다. 1952년 5월, 전 DNA의 이중나선구조를 X선으로 명확하게 찍었습니다. 하지만 연구에 부족함을 느꼈던 저는 발표를 미뤘고, 사진은 몰래 두 사람한테 전해졌죠. 결국 왓슨이 네이처에 논문을 발표하면서 성과는 그들의 것이 됐습니다. 그나마 다행일까요. 저는 세 사람이 노벨상을 받는 장면을 보지는 못했습니다. 1958년에 난소암으로 이미 연구성과 도둑 따위는 없는 세상으로 왔기 때문이죠. 만약 제가 살아있었다면 윌킨스 대신 제가 그 자리에 있었을까요. 아마 쉽지 않은 일이었을 겁니다. 왓슨이 저에 대해 그랬다죠. “깐깐하고 욕심많은 여성”이라고요. 진짜 욕심이 많은 건 누구일까요. 심사평 ‘과학의 전당에서 여성이 차지하는 낮은 지위의 상징이 돼 버린 다크레이디’ 프랭클린을 이보다 잘 나타내는 수식어는 없다. 38세의 젊은 나이에 세상을 떠나면서도 끝까지 연구를 놓지 않았던, 유전공학의 진정한 어머니에게 동메달을 수여한다. 　 은메달 장 폴 사르트르(1905~1980) 누구나 받고 싶어하는 상이라는 노벨상의 대전제는 틀렸다. 왜냐? 1964년 노벨문학상 수상을 거부한 내가 그 증거다. 이유는 간단했다. 내가 쓴 책에 ‘장 폴 사르트르’라고 쓰여있는 것과 ‘노벨문학상 수상자 장 폴 사르트르’라고 쓰여있는 것은 읽는 독자 입장에서 완전히 다르기 때문이다. 나는 내 독자들을 ‘바람직하지 않은’ 압력에 노출시키고 싶지 않았다. 무엇보다 나는 노벨상 선정자 발표에서 나를 나타내는 대명사로 쓰인 ‘자유’라는 말이 마음에 들지 않는다. 그들이 생각하는 자유란 ‘최소한 한 켤레 이상의 신을 가지고, 굶주리지 않는 자유’에 불과하다. 노벨상은 문학적인 영예에 거액의 상금을 줌으로써 수상자들의 어깨에 무거운 짐을 얹어주고 있다. 난 내 모든 친구들이 공유하고 있는 원칙을 버릴 수 없다는 생각에서 단호하게 수상을 거부한 것이다. 호사가들이 퍼뜨리는 이상한 소문에 대해서도 한마디 하겠다. 나는 결단코 내 필생의 라이벌인 알베르 카뮈(1957년 노벨 문학상 수상)가 나보다 먼저 상을 받았기 때문에 자존심이 상해서 상을 거부한 것이 아니라는 점을 밝혀 둔다. 심사평 ‘작가는 스스로 제도화되기를 거부해야 한다.’고 주장한 당사자가 이를 실천으로 옮겼다는 점에서 사르트르의 노벨상 수상 거부는 하나의 사건이었다. 110년의 노벨상 역사에서 자의로 수상을 거부한 사람은 샤르트로와 1973년 평화상 수상자로 선정됐던 레 둑토 북베트남총리뿐이다. 하지만 사르트르는 후일 금전적인 이유로 ‘상금만 받을 수도 있다.’라며 입장을 바꿔 웃음거리가 됐다. 은메달에 머문 이유다. 　 금메달 이브 퀴리(1904~2007) ‘엄친딸’이라는 말이 있습니다. 하지만 존경받는 집안에서 홀로 다른 재능을 갖고 태어나는 것은 엄친딸 수백명이 주위에 있는 것만큼 이상한, 미운 오리새끼가 되는 것 같은 느낌입니다. 짐작하셨겠지만 제 아버지는 피에르 퀴리(1903년 노벨물리학상), 어머니는 마리 퀴리(1903년 물리학상, 1911년 화학상)입니다. 제 언니 이렌과 형부 프레데리크 졸리오 퀴리도 1935년 노벨화학상을 공동 수상했습니다. 저는 제게 없는 과학적 재능 대신 책을 쓰고 세상을 돌아다니는 길을 택했죠. 어머니의 전기를 써 베스트셀러 작가가 됐고, 2차 세계 대전 때는 종군 특파원으로 리비아, 러시아, 미얀마, 중국 등을 돌아다녔습니다. 국제기구 활동을 하던 중 미국의 외교관 헨리 리처드슨 라부이스 주니어를 만나 결혼했죠. 남편도 1965년 유니세프 대표로서 노벨 평화상을 수상했습니다. 하지만 제 가족의 진정한 영예는 노벨상이 아닙니다. 방사선에 노출되면서도 인류를 위한 연구를 멈추지 않았던 어머니, 막대한 가치를 가진 기술의 특허를 일부러 출원하지 않은 아버지의 인류애가 제 핏속에 흐른다는 것에 무엇보다 행복함을 느낍니다. 심사평 6개의 노벨상을 수상한 퀴리 가문이 인류사에 공헌한 가치에 대해서는 두말할 필요조차 없다. 연구에 바빠 노벨상 수상식에도 참여하지 않은 마리 퀴리의 모습에서 그들이 얼마나 부와 명예를 초월한 존재였는지 알 수 있다. 가문에서 유일하게 노벨상을 수상하지 못했지만, 전쟁을 막기 위해 전쟁터를 누빈 평화주의자이자 국제기구 활동에 앞장섰던 ‘영원한 프랑스의 연인’ 이브에게 금메달을 수여하는 것이 마땅하다고 사료된다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr 참고문헌 퀴리가문(데니스 브라이언·전대호/지식의숲) 로절린드 프랭클린과 DNA(브렌다 매독스·나도선/양문) 당신에게 노벨상을 수여합니다(노벨재단·이광렬/바다출판사) 위대한 여성과학자들(송성수/살림) 과학사의 빛나는 순간(마농 바우크하게·이수영/웅진주니어) ‘노벨상 위의 사르트르’(르 몽드 1964년 10월22일자)

M이론에서 M은 지배(master)·근원(mother)·미스터리(mystery)·막(membrane)·마법(magic)·매트릭스(matrix) 등을 상징한다. 1995년 미국 프린스턴 고등연구원의 위튼 박사가 5가지 ‘초끈이론’을 통합해 제안했다. M이론은 시공간이 11차원으로 이뤄졌고, 초끈이론의 끈이 11차원의 막으로 말려 있는 2차원 형태라는 가설이다. M이론을 활용해 물리학자들은 그동안 풀지 못하던 물질 형성의 난제를 풀어냈다. 그래서 M이론은 시공간과 물질계, 전체의 생성 원리 등을 모순 없이 설명하려는 시도를 해볼 만한 유력한 이론으로 평가받는다. M이론의 발달 단계를 생물학의 발달 단계와 비교한다면, 현재까지 연구 수준은 유전물질을 전달하는 것이 DNA라는 가설을 세웠지만 이중나선 구조로 이뤄졌다는 점을 발견하지 못한 단계 정도로 이해된다. 우주의 생성원리부터 하나의 시간축과 3차원의 공간으로 이뤄진 현재 4차원의 시공간 체계가 구성되는 원리까지를 꿰뚫을 하나의 가설을 발견했지만, 그 근원인 초끈이 어떤 구조로 이뤄졌고 어떤 메커니즘으로 작동하는지 풀리지 않았다는 얘기다. 고등과학원 이필진 교수는 “현실 세계를 설명하는 뉴턴의 중력 법칙은 블랙홀처럼 존재가 없는 대상이나 우주처럼 광대한 대상을 설명할 때 유효하지 않다.”면서 “M이론에 대한 연구로 모순이 없는 이론을 발견할 수 있다는 기대가 크다.”고 설명했다. 서강대 이범훈 교수는 “M이론은 계산 등의 방법으로 연구되는 분야이지만, 홀로그래피 등을 설명하는 데에도 유효한 이론이 될 것으로 전망된다.”고 했다. 홍희경기자 saloo@seoul.co.kr