[도쿄·런던 AFP AP 연합] 인간게놈프로젝트(HGP)에 참여한 국가들의 과학자들은 26일 일제히 인간 생명의 신비를 풀어줄 유전자 지도 초안이 완성됐다고 말하고 당초 목표인 오는 2003년 더 빨리 유전자 정보가 완전히 해독될 것이라고 선언했다. ◆영국=영국 연구진은 전세계 16개 연구센터에서 진행된 인간 유전정보 해독작업이 거의 완료돼 인간 유전체(게놈)의 97%가 규명됐으며 85%가 정확하게조합됐다고 말했다. 영국 유전자 연구소 웰컴 트러스트의 마이클 덱스터 소장은 이날 기자회견을 통해 “유전자 지도 작성은 흔히 달 착륙과 비교되지만 나는 그보다 더위대한 업적이 달성됐다고 생각한다”고 말했다. ◆일본=일본 인체화학연구소의 사카키 요시유키 소장은 “인간 게놈의 97%를포괄하는 DNA 조각을 이용,염기 서열의 85%를 조합해 냈다”고 과학기술청에 보고했다.사카키 소장은 “이는 인류가 인간 유전자 지도의 전모를 처음으로 조망하게 된 것으로 과학과 인류 역사에 매우 중요한 의미를 갖는다”고말했다. ◆프랑스=프랑스 정부도 과학자들이유전자 지도의 초안을 완성했음을 확인하는 한편 유전자 정보의 완전한 해독이 목표로 했던 2003년 보다 더 빨리완성될 것이라고 발표했다. 로제-제라르 슈와르제베르 연구장관은 “남은 목표는 99.9%의 정확도로 틈새없이 완벽한 유전체 조합을 완성하는 것”이라며 “연구 속도로 볼 때 목표 달성 일정이 단축될 가능성이 높다”고 말했다. ◆중국=신화통신에 따르면 중국과학원 유전자연구소의 양 환밍 소장도 이날“유전자 지도 초안 완성으로 인간 자신에 대한 인류의 지식이 새로운 단계로 접어들었다”고 말했다. 지난 50년대 DNA의 이중나선구조를 밝혀냄으로써 노벨상을 받은 제임스 왓슨 박사는 “거대한 생명 자원의 보고가 비밀의 문을 열었다”면서 달 착륙을 능가하는 인류 도약의 발판이 마련됐다고 평가했다. 왓슨 박사는 “이제 우리는 인간 생명에 대한 설명서를 갖게 됐으며 조만간 다른 생명체에 대한 설명서도 갖게될 것”이라고 말했다. 한편 모리 요시로(森喜朗) 일본 총리는 “생명 그 자체의 구조를 해독함으로써 인류의 거대한 진보가이뤄졌다”면서 “급속한 고령화를 겪고 있는 일본에 특별한 관계가 있는 혁명적 업적이 달성됐다”고 평가했다.

미 텍사스주 텍사스대 의과대학(UTMB)의 한국인 부부 과학자인 이성근(李成根·39)·유성림(柳成林·34)박사가 효모를 이용,그동안 밝혀지지 않았던 희귀한 유전병인 블룸증후군과 워너증후군의 원인과 메커니즘을 규명했다. 이 박사는 10일부터 전북 무주에서 열리고 있는 분자생물학회에 참석,“조기노화를 가져오는 이 두 증후군이 DNA의 이중나선구조를 풀어주는 효소인헬리케이스 유전자 ‘SGS1’뿐 아니라 ‘SRS2’라는 또 다른 유전자에 의해서도 영향을 받는다”는 연구내용을 소개했다. 워너증후군은 어른이 되기 전에 흰머리가 난다든지 탈모,골다공증,백내장,동맥경화,피부탄력 감소 등 조기 노화현상을 나타내는 질병이다.블룸증후군은 청년기에 여러 종류의 암이 발생하는 질병.블룸증후군과 워너증후군을 일으키는 유전자가 헬리케이스라는 효소이며 이 유전자에 결함이 생기면 세포의 평균 수명이 줄어들고 노화가 빨라진다는 사실은 이미 앞서 연구한 과학자들에 의해 밝혀진 바 있다. 이번 연구내용의 핵심은 지금까지 알려진 헬리케이스라는 유전자에 상응하는유전자 ‘SGS1’이 ‘SRS2’로 불리는 또다른 헬리케이스 유전자와 협력,DNA복제와 RNA전사(轉寫)에 작용한다는 것이다. 인하대 생물학과를 졸업한 이박사와 유박사는 97년 미주리대에서 박사학위를 받았으며 97년부터 텍사스대 의과대학 프라카시교수 연구실에서 박사후연구원으로 근무하고 있다. 함혜리기자 lotus@

* ‘철도여행의 역사' 19세기 유럽에서 탄생한 철도는 산업혁명의 원동력이 됐고,이제는 일상의교통수단으로 자리잡아 ‘낭만적 여행’의 대명사로 여겨진다.책은 기차의탄생이 인간 생활사에 어떤 문화충격과 변화를 가져왔는지를 살펴본 일종의문화 해설서다. 저자는 개인의 여행기록이나 당시의 문헌 등을 통해 기차를 특별한 눈으로바라본다.탄생 초기의 기차여행 풍광을 ‘지나치며 감상하는 살롱의 그림’으로 그리면서 바로 이것이 인간관계에 많은 변화를 불러왔다고 설명한다.유럽과 미국의 기차를 비교하면서 계급사회가 뿌리박힌 유럽에서는 객실에 차등을 두었고,미국에서는 이와는 달리 통로형 기차가 발달됐다는 이야기를 대표적인 예로 든다. 저자는 기차의 발달사를 통해 기술이란 문화의 산물이자 문화의 창조자임을강조한다. 쉬벨부쉬 지음 궁리 1만2,000원 *'뉴스속의 뉴스…' “우리는 세상의 종말까지도 ‘생방송’으로 취재 보도할 것이다” 세계 최고의 케이블 뉴스매체인 CNN 사장 테드 터너가 지난 80년 6월 ‘CNN 왕국’을 건설하면서 공언한 말이다. 이 책은 테드 터너가 정보화시대를 맞아 뉴스 수요가 커질 것을 예견하고설립한 CNN 방송국의 비화와 성공 스토리를 흥미있게 밝힌다. 뉴스에 문외한이던 그가 1억달러란 전 재산을 투자해 거대 공룡 방송인 ABC CBS NBC와 승부수를 둔 얘기와 전세계 지도자는 물론,CIA 분석가조차도 급박한 위기상황에서 CNN 뉴스에 귀를 기울이지 않으면 안될 정도로 자리를 굳힌 배경을 소상히 파헤치고 있다. 행크 휘트모어 지음 흥부네박 9,800원 *‘2500년 과학사…' 고대 그리스의 아리스토텔레스의 과학부터 왓슨과 크릭의 DNA 이중나선구조 발견까지 과학의 역사를 흥미롭게 서술하고 있다. 책은 과학자 17명의 생애에 얽힌 과학의 이야기를 소개한다.이들을 통해 세계와 인간의 본질은 무엇이며 이같은 탐구가 천문학 물리학 등의 이름을 갖게 된 배경,‘서구과학’이 어떻게 막강한 힘을 갖게 됐는지를 추적하고 있다. 예컨대 캐플러의 천문학 연구가 뛰어나지만 그것은 신의 부름에 책무를 다하려는 종교적 한계를 갖고 있다고 밝힌다.개인의 생애를 중심으로 한 일반과학서와는 달리 과학적 발전과정에 초점을 두고 있다. 로이 포터 엮음 창작과 비평사 9,800원

？卵道靜？DNA 인체의 모든 생명정보를 담고 있는 분자구조가 디옥시리보핵산(DNA)이다.유전자(gene)의 총체적 개념인 게놈(Genome·유전체)은 이 DNA를담고 있는 염색체의 세트를 말한다. 인간게놈은 부모로부터 물려받은 23쌍,즉 46개의 염색체로 구성된 유전체다. 23쌍의 염색체에 있는 DNA는 아데닌(A) 티민(T) 구아닌(G) 시토신(C)의 4가지 염기가 나열된 이중나선구조.4가지 염기가 3개씩 조합된 유전암호가 아미노산을 만들고 아미노산이 단백질을 형성한다. 인간게놈의 염색체 속에는 약 30억개의 DNA염기쌍이 자리잡고 있으며 이들이 어떻게 조합되느냐에 따라 키,피부색,생김새 등의 유전형질이 결정된다. ‘게놈프로젝트’는 이 염기순서를 밝혀내는 작업이다.

상대성 이론의 알버트 아인슈타인,비행기를 발명한 라이트 형제 등이 미국시사주간지 타임이 선정한 ‘20세기 최고 지성 20’에 선정됐다. 최고 지성 20인은 새 천년을 앞두고 20세기 가장 영향력있는 인물을 여섯개 분야로 나눠 정리하는 타임 연중기획의 4번째 부분으로 최신호인 29일자에소개됐다.최고 지성은 과학적 탐구를 통해 인류에 발명과 혁신을 가져다준이들 가운데서 관련 저명인사,학자,언론인 등의 자문을 거쳐 선정됐다. 아인슈타인은 사고(思考) 하나로 우주 본질을 밝힌 점,라이트 형제는 레오나르도 다 빈치가 300년 전에 상상했던 ‘새처럼 나는 기계’를 현대과학으로 실현시킨 점 등이 각각 선정 이유로 지적됐다. 이밖에 △원자폭탄 제조의 길을 연 원자물리학자 엔리코 페르미 △우주 빅뱅론을 제창했으며 그의 이름을 딴 망원경이 우주 공간에 떠있는 천문학자에드윈 허블 △페니실린을 발명한 세균학자 알렉산더 플레밍 △DNA의 ‘이중나선’ 구조를 밝힌 제임스 왓슨과 프란시스 크리크 등이 과학 혁명을 이뤄낸 공로로 명단에 올랐다.인문분야에서는 △무의식 개념을 과학적으로 정립한 정신분석학자 지그문트 프로이트 △정부의 시장 개입을 이론화한 경제학자 존 케인스 △아동 심리학의 대가 장 피아제 △현대 분석철학의 아버지 루드비히 비트겐슈타인 △루이,메리,리처드 등 세명의 걸출한 인류학자를 배출한 리키가(家) 등이 선정됐다. 특히 거의 동시에 발명,개발해 최초의 영예를 놓고 그간 논란이 끊이지 않았던 TV 발명분야의 파일로 파른스워스와 블라디미르 즈보리킨,소아마비 백신 개발분야의 조너스 소크와 알버트 사빈 등의 다툼에서 △파른스워스와 △소크가 각각 경쟁자를 제쳤다. 이밖에 △인터넷 월드 와이드 웹(www)을 선보인 팀 버너스-리 △합성수지를 발명,현대 플라스틱 산업의 토대를 세운 리오 베이크랜드 △로케트 과학자로버트 고다르 △수학자 커트 고델 △트랜지스터를 개발한 윌리암 쇼클리 △컴퓨터 과학자 알렌 튜링 △환경오염 문제를 최초로 제기한 ‘조용한 봄’의저자인 환경운동가 레이첼 카슨 등이 선정됐다. 한편 레드클리프 대학의 리트 나카시마 브록 교수는 타임선정 지성인 가운데 여성이 레이철 카슨과 리키 가문의 메리 등 단 두명 뿐인데 불만,‘20세기 가장 영향력있는 여성’을 선정하는 위원회를 따로 구성했다고 밝혔다. 孫靜淑 jssohn@daehanmail.com

◎癌·老化 정복 당찬 야심/손상염색체 원상복구 텔로머라제 효능 입증/녹아웃마우스 이용 노화의 비밀 추적/분자생물학 끈기 필요 동양인들 적성에 맞아 ‘사람은 왜 늙을까?’‘암은 정말 치료될 수 없는걸까?’서울의대 생화학교실 李漢雄 교수(39)의 연구는 이 두 가지 화두로 요약된다.‘노화(老化)와 ‘암(癌)’발생의 비밀을 캐는 것이다. 서로 무관한 주제같지만 분자생물학적인 관점에서 보면 접근방법은 한가지다.궁극적인 해답은 유전자의 기능을 알게되면 얻을 수 있다. 사람의 유전자 기능은 약 5만∼10만가지가 된다.지금까지 밝혀진 것은 3분의 1정도.하지만 이것도 유전자의 염기배열순서만 밝혀졌을 뿐이다.구조만 알고 있을뿐 유전자 각각의 기능은 아직 모른다. 1번 유전자는 눈의 기능을,2번 유전자는 코의 기능을 조절한다는 식의 분석은 불가능하다.이렇게만 된다면 난치병도 쉽게 고칠수 있다.만약 백혈병이 3번 유전자의 고장으로 생긴다면,이 유전자를 고쳐 백혈병을 치료하면 된다. ○유전자기능 5만∼10만종 그러나 아직은 유전자를 조작한 동물로 실험을 하는 단계다. 동물실험에서 쓰는 방법은 크게 두가지다. 유전자의 기능을 정상보다 훨씬 잘 되게 하는 것과 정상보다 훨씬 떨어지게 하는 것이다.동물실험은 주로 생쥐를 이용한다. 李교수가 하는 실험은 낙아웃 마우스를 이용,노화의 비밀을 푸는 것이다. “정상세포는 세포분열을 50∼100번쯤 하면 죽습니다.인체가 늙는 것도 이때문이죠.세포분열을 할 때마다 염색체의 끝부분(종말체)은 조금씩 짧아집니다.만약 이대로 계속 짧아진다면 당연히 염색체는 없어지게 돼 종족보존은 불가능해지죠.이때 염색체의 끝이 짧아지는 것을 막고 원래대로 복구시켜 노화를 방지하는 역할을 하는 것이 텔로머라제(telomerase)라는 효소입니다” 李교수는 텔로머라제가 세포의 수명을 좌우한다는 가설을 세계 최초로 동물실험을 통해 입증했다.텔로머라제를 없앤 생쥐(낙 아웃 마우스)를 만들어,생체내에서 세포의 수명이 단축되는 것(빨리 늙는 것)을 확인한 것이다. 생쥐의 텔로머라제를 없애자 생체내에서 세포분열을 가장 많이 하는 조혈세포와 생식세포에 이상이 생겼다.생식세포의 하나인 고환세포는 정상일 때보다 5분의 1이하로 크기가 줄어들었다.텔로머라제가 많으면 노화를 방지할수 있다는 기존 학설을 역으로 ‘텔로머라제가 없을 때 노화가 빨리온다’는 사실로 증명한 것이다. ‘생체내 텔로머라제의 기능분석’이라는 李교수의 논문은 영국의 과학주간지 ‘네이처’ 4월9일치에 집중적으로 보도됐다.미국 알버트 아인슈타인의대 드피노 교수와 공동으로 연구한 것이다. 네이처는 과학자들뿐 아니라 일반인들도 즐겨 읽을 만큼 세계적으로 권위를 인정받는 과학학술지다.노벨상을 수상한 제임스 왓슨의 DNA의 이중나선구조 발견에 관한 논문도 여기에 실렸었다. ○정상이상일때 암 촉진 李교수의 논문은 다섯 쪽에 걸쳐 ‘아티클(article)’란에 전문(全文)이 실렸다.국내 과학자 가운데 요약분을 싣는 네이처지의 ‘레터(letter)’란에 논문이 게재된 사람은 가끔 있었지만 전문이 모두 실린 것은 李교수가 처음이다. 앞서 97년 10월 세계 처음으로 텔로머라제가 파괴된 생쥐를 생산했다는 그의 논문은미국 세포분자생물학 전문학지 ‘Cell’의 표지기사로 보도됐다. 노화방지 역할을 하는 것으로 알려진 텔로머라제는 암치료에도 해결책을 제시하고 있다. 연구결과,암환자의 암세포에서는 텔로머라제의 기능이 정상 이상으로 훨씬 높게 나타난 반면,정상세포에서는 텔로머라제가 전혀 발견되지 않았다. 100종류가 넘는 암 가운데 90% 이상에서 일치했다. 텔로머라제의 기능이 정상 이상으로 높아지면 암을 촉진할 수 있다는 가설이 가능한 것.결국,텔로머라제를 억제하면 암을 치료할 수 있다는 역도 성립한다고 李교수는 설명한다. “미국에서는 이런 원리를 이용,벌써 암치료제를 개발하고 있습니다.텔로머라제는 이밖에도 주름살제거제,피부재생을 촉진하는 화상치료제,발모제 등에도 유용합니다” 그는 미국에서 만든 형질전환한 마우스 7종류 중 4종류를 갖고 귀국,텔로머라제에 대한 연구를 계속하고 있다. 13년의 미국 유학생활을 마치고 지난 3월부터는 서울대 의대 교수로 일하고 있다.서울대 출신이 아니면서 비의대전공(연세대 생화학과 졸)이 서울대의대 교수가 된 것은 그가 처음이었다. 주위의 이목에 신경이 쓰일 법도 했지만 그는 그런 문제에는 전혀 개의치 않는다고 잘라 말한다.연구여건이 좋아서 귀국을 결심하고 선뜻 서울대의 교수 공채에 응했을 뿐이므로 연구에만 전념하고 싶다는 것이다. ○주름제거·화상치료 응용 여기에는 무덤덤한 성격도 한몫했다.미국에 있을때도 마찬가지였다.미련할 정도로 연구에만 몰두했다.주말도 없었고,어떤 날은 하루 24시간을 꼬박 실험에 매달린 적도 있었다.5년동안 휴가도 딱 한 번 간게 전부였다. “분자생물학분야는 미련할 정도로 우직해야 잘 할 수 있습니다.미국에 있을 때 미국,유럽학생도 가르쳐 봤지만 ‘힘들다’고 중도에 금방 단념하더군요.서양인보다는 끈기있는 동양인의 적성에 잘 맞는 일인 것 같습니다” 李교수는 “세계적으로 집중적인 연구가 진행중인 유전자생체이식 분야는 지금도 우리나라가 미국 등 선진국에 결코 뒤떨어지지 않는다”면서 기초과학에 관심이 많은 우리나라 학생들이 과감하게 도전해 볼 만하다고 말했다. □李漢雄 교수 약력 △명지고 졸업(77년) △연세대 생화학과 졸업(81년) △미국 알버트 아인슈타인의대 박사(96년) △텔로머라제가 파괴된 생쥐를 생산했다는 논문이 미국 세포분자생물학 전문학술지 ‘Cell’의 표지기사에 게재(97년 10월) △서울의대 생화학교실 조교수(98년) △서울대 의대 유전자이식연구소 연구부장 △‘생체내 텔로머라제의 기능분석’이라는 논문이 ‘Nature’지에 전문 실림(98년 4월) ◎녹아웃 마우스란/정상보다 뒤떨어지게 쥐 유전자 조작/정확성 매우 높아… 연구비 많이 들어 ‘흠’ 정상보다 유전자 기능을 훨씬 떨어뜨려 특정유전자의 기능을 파악하는 방법이 녹아웃(knockout mouse)다. 반대로 특정유전자의 기능을 정상보다 훨씬 높게 형질전환한 방법이 트랜스제닉 마우스(transgenic mouse).유전자의 기능을 확인하는 방법은 간단하다. 예컨대 눈을 만드는 유전자가 있다고 가정하면 그 유전자가 없을 때는 앞을 볼 수 없다. 연구진이 하는 실험은 바로 어떤 유전자가 눈의 기능을 관장하는 지를 확인하기 위한 것이다.두꺼비집을 연상하면 쉽게 이해할 수 있다.두꺼비집에는 여러 개의 스위치가 있다. 각각의 스위치는 전등과 연결돼 있다,다른 스위치는 다 켜두고 아무 스위치나 한개만 내리고 불을 켜면 전원이 꺼진 스위치와 연결된 전증에만 불이 들어오지 않는다. 어떤 스위치와 전등이 서로 연결되어 있는지 쉽게 확인할 수 있다. 유전자의 기능을 제거해 동물실험을 하는 ‘녹아웃 마우스’가 바로 이런 방법이다.유전자생체이식술을 이용,A라는 유전자를 없앤 마우스를 만들었을때 B라는 현상이 일어난다면 B의 원인은 A때문이라는 것을 추론할 수 있다. 반대로 기능을 없애는 것이 아니라 강화해서도 실험할 수 있다.여러 개의 전등중에 한개만 유독 밝게 빛이 들어오도록 해 어느 스위치와 연결되는지를 확인하는 것이다.특정유전자의 기능을 더 강화한 ‘트랜스제닉 마우스’(transgenic mouse)가 이런 원리다. 현재까지는 ‘녹아웃 마우스’를 이용한 실험이 훨씬 어렵고 발전된 방법이다.원하는 위치에 유전자를 적중시켜 확실한 결과를 얻을수 있기때문. 다만 시간과 연구비가 많이 드는 것이 단점이다.

◎다윈의 업적·진화론의 쟁점 정리 【金鍾冕 기자】 진화에 관한 다윈의 연구 업적과 진화론을 둘러싼 논쟁들을 체계적으로 정리.미국 하버드대 명예교수로 진화생물학계를 이끌고 있는 에른스트 마이어(92)는 이 책에서 “많은 사람들이 진화를 이론이 아닌 사실로 인식하고 있다”고 비판한다.나아가 그는 “진화론을 제대로 이해하려면 어떤 패러다임도 여러 종류의 블랙박스를 지니고 있다는 점을 받아들여야 한다”고 강조한다.모든 블랙박스가 열릴 때까지 기다리기만 해서는 어떠한 개념적 진보도 꾀하지 못한다는 것이다.이 책은 ‘다윈은 누구인가’라는 질문으로부터 시작된다.‘종의 기원’이 발간된 지 150여 년이 지났지만 아직까지도 진화론의 핵심 쟁점들은 그 뿌리가 다윈에까지 거슬러 올라가기 때문이다.마이어는 그동안 진화론을 둘러싸고 되풀이되어온 ‘창조냐 진화냐’의 논쟁은 사실에 바탕을 둔 과학적 논쟁이라기보다는 개인의 종교적 신념과 결합된 가치관 논쟁의 성격을 띠고 있다고 말한다.아울러 신념의 차원이 아닌 과학의 차원으로범위를 좁힐 때 비로소 새로운 논의의 지평이 열린다는 점도 지적한다.20세기 들어 생물학은 발전을 거듭했다.특히 DNA 이중나선 구조의 발견과 더불어 시작된 20세기 후반은 ‘생물학의 시대’로 불린다.그럼에도 불구하고 다윈으로부터 시작된 진화론의 영향력은 줄지 않고 있다.다만 유전학이나 분자생물학의 발달로 다윈시대의 진화론은 상당 부분 수정하지 않으면 안됐다.그 결과가 1940년대에 확립된 ‘진화의 종합설’이다.이 이론을 세우는 데 결정적인 역할을 한 사람은 물론 마이어다.‘20세기의 다윈’이라고 불릴 정도로 진화론을 알리고 옹호하는 데 적극적인 이 노학자는 지난해에는 자신의 661번째 논문을 발표하기도 했다.신현철 옮김 사이언스북스 9천원.

◎컴퓨터 30대로 인체유전자 24시간 “사냥”/크렉 벤터 박사,90년 세포이용 유전정보 해독법 영감/설립 3년만에 유전자 절반 해독… 전세계 경악/작년 박테리아 「유전자 지도」 사상 첫 완성 쾌거 고양이 크기만한 것을 「호랑이」로 부를 때는 다 그만한 이유가 있다.미국 워싱턴인근 타이거(TIGER)유전자연구소는 규모는 작지만 유전자 게놈(GENOME)분야에선 단연 세계최고다.3년밖에 안된 이 아담한 사설 연구소를 미국최대 의료연구기관인 국립보건원(NIH)마저도 가끔 눈치와 동향을 살피도록 만든 것은 전적으로 연구소장 크렉 벤터박사(48)의 「호랑이」급 창의적 아이디어다. 게놈연구는 「컴퓨터」에 버금가는 상식적인 용어가 된 「생명·유전공학」의 일부이긴 하나 너무 근원적이고 고답적이어서 일반인들의 관심을 끌기가 힘들었다.그런 게놈연구를 벤터박사는 「유전자 사냥」이란 공격적인 말로 업계와 일반인들에게 바짝 접근시킨 게놈연구의 대중화 시대를 연 스타였다.그는 따분하고 지지부진한 유전자연구의 면모를 일신시키는데 성공했다. 벤터박사의 유전자 「사냥터」인 TIGER연구소는 수도 워싱턴에서 20마일 떨어진 메릴랜드주 로크빌에 있다.1년 예산이 한국 국방비와 맞먹는 1백20억달러(약10조원)인 미국립보건원의 거대한 건물군들로부터 얼마 떨어져 있지 않은 곳에 있는 연구소의 실험실과 연구실은 생명현상의 궁극적 비밀을 캐는 현장치곤 너무 조용한 분위기다.유전자 사냥은 벤터박사와 80여명의 연구팀들이 개발한 소프트웨어로 가득 채워진 30여대의 컴퓨터가 소리없이 대행한다.컴퓨터,실험실,연구소 자체는 길들여진 동물처럼 조용하지만 이곳 소프트웨어는 유전의 비밀을 담고있는 화학물질인 DNA를 24시간내내 맹수처럼 포획,전 미국과 세계의 유전학계가 깜짝 놀라는 전과를 올려왔다. 『지난해 박테리아와 인간 유전자에 관한 연구발표를 계기로 DNA 염기배열을 읽어내는 새 기법이 전세계적으로 공인될 것』이라고 벤터박사는 자신한다.『벤터박사의 새 기법은 90년 그가 NIH에 있을 때 선보였지만 학계는 반신반의했다』고 실험실장인 마크 애덤즈 박사는 거든다. ○게놈연구 대중화선언 우리는 유전학을 아버지나 어머니의 발을 어떻게 해서 자식들이 신통하게 쏙 빼닮는지를 밝히는 학문으로만 이해하기 쉽다.그러나 지난 53년 제임스 왓슨 등이 염색체내 DNA의 이중나선구조 및 포도당·염기·인 분자구성을 알아내면서 염색체를 이루는 실제물질인 이 디옥시리보핵산(DNA)이 생명체의 성장 및 기능전반을 명령하는 지휘서신,즉 제조·운영 매뉴얼이란 사실이 명확해졌다.73년 이 DNA의 메시지를 편집할 수 있게 되면서 유전·생명공학이란 용어가 탄생했다. ○인간유전자 10만단위 이후 유전자조작 실험용 쥐 특허나 특정 암발병 원인의 유전자발견 등 토픽뉴스들이 끊이지 않고 있다.하지만 유전학연구의 열매라고 할 수 있는 유전자치료법에 대해 지난해말 「지금보다 10∼1백배 정교한 교환방법을 개발하지 않는 한 현재 116개나 되는 유전자 실험치료법은 하나도 성공하지 못한다」는 중간평가가 내려졌듯이 넘어야할 고개가 첩첩이다. 이에 반해 유전학의 텃밭인 「염색체내의 모든 DNA」를 뜻하면서 응용이전 유전학 기층연구의 상징인게놈 분야는 지난해 벤터박사에 의해 역사적 거보를 내디뎠다.인간의 경우 사람마다 75조의 세포가 있고 이 세포마다 세포핵 속에 23쌍의 염색체가 포진해 있다.염색체는 거대분자구조의 DNA로 이루어졌으며 이 DNA줄기에 띄엄띄엄 최대추정 10만개의 인간유전자가 자리잡는다.DNA의 총 분자구조를 읽어내면 일단 전체 지도가 만들어진 셈이며 여기에 주요지형지물인 유전자 위치를 적시하면 인간 「생명의 서」의 윤곽이 드러나는 것이다.이 계획이 바로 미국이 89년부터 노벨상수상자 왓슨박사를 주축으로 해서 15년간,총 30억달러로 추진시키고 있는 「인간게놈 프로젝트」이다.9년간 재직한 버펄로 소재 뉴욕주립대학을 떠나 84년부터 국립보건원에 근무한 벤터박사도 이 프로젝트에 참여했으나 유전자적시 및 그 기초가 되는 DNA염기서열 파악의 속도가 느린데 골머리를 앓았다.이런 속도라면 목표연도인 2005년보다 훨씬 뒤인 2030년쯤에나 유전자지도가 완성될 전망이다. 90년 어느날 도쿄국제회의 참석후 귀국하는 비행기 속에서 그는 하나의 영감을 얻는다.인간염색체 DNA염기는 총 30억단위로 이루어졌는데 이중 3%만 유전자와 직접관련된 알짜이고 나머지는 「잡동사니」로 분류되는 것과 전사(m)RNA의 DNA베끼기 기능에 착안,염기서열을 파악하는 기법을 생각해낸 것이다.그러나 이 방법의 성공 가능성에 대해 많은 거물학자들이 회의적이어서 벤터박사가 요청한 2천만달러의 프로젝트 비용 청구는 차례로 거절됐다. ○DNA 염기 3%만 알짜 92년말 보건원을 사직하고 유전공학 벤처캐피털의 도움으로 TIGER연구소를 차린 벤터박사와 보건원 실험실에서 같이 따라온 연구팀은 95년 9월 전 인간유전자의 반가량인 4만개의 유전자의 염기서열을 적시한 「유전자 디렉터리」를 공개했다.벤터박사가 새 기법을 창안하기 전까지 염기서열이 밝혀진 인간유전자는 3천개에 지나지 않았다.벤터박사는 『기존방식대로 하자면 유전자 한개 발견에 4만∼5만달러가 들지만 내 방식은 1백달러도 들지 않는다』고 말한다. 인간유전자 디렉터리 공개에 2개월 앞서 벤터박사팀은 사상최초로 한 생물체 전체의 DNA염기서열 및 유전자지도작성에 성공했다.애초 그의 새 기법에 회의적이었던 왓슨박사나 콜린스박사 모두 자신들의 판단잘못을 시인하면서 『과학의 위대한 순간』 『생물공학의 이정표』 『생물학을 다시 시작해야 될 획기적 사건』이라고 극찬했다.DNA염기량이 인간의 1500분의 1인 180만단위의 이 「헤모필러스 인플루엔자」 박테리아 유전자지도 작성은 1년이 걸렸으나 후속 실험에선 기간이 계속 단축되고 있어 어느날 한 아담한 사설연구소에 의해 인간유전자 지도가 돌연 공개될 가능성이 높아지고 있는 것이다.〈로크빌(미 메릴랜드주)=김재영 특파원〉 ◎전문가 인터뷰/타이거 연구소장 크렉 벤터 박사/“2005년 유전자 지도 완결 낙관적”/증명되지 않은 새 해독법 모험적 시도 “적중” ­박사가 창안한 새 게놈 해독법은 이 분야에서 진정한 돌파구로 인정받고 있는데 이 돌파구를 뚫은 개인적인 경험을 말한다면. 『유전물질의 총체인 게놈의 DNA를 해독하는 복잡한 문제에 깊숙이 빠졌으나 유전자 발견의 진행속도가 느린 데 커다란 좌절을 느꼈다.우리 연구팀이 유전자 한개의 DNA염기서열을 완전히 파악하는데 10년이나 걸렸었다.「결코 다시는 이런 식으론 하지 않겠다」고 다짐했다.아직 효능이 증명되지 않은 새 방법을 기꺼이 시도할 마음이 우선 있어야 했다.다른 사람이 고안했으나 도중에 그만둔 것,우리 실험실에서 스스로 생각해내고 발전시킨 것 등 여러 방법으로 새롭게 접근해 보았다.그러나 결정적인 순간은 도쿄에서 귀국하는 비행기에서 유전자를 발견하는데 다름아닌 세포를 활용할 수 있다는 생각이 떠오른 그때였다.문제에 대한 몰두와 좌절감의 순간적 결실이라고 할 수 있다.물론 그 즉시 그 아이디어를 실행에 옮길 수 있는 구체적 기술 및 절차가 머리에 그려졌다.창조적인 순간에는 서로 떨어져 있던 일들이 한꺼번에 일어나 완전한 전체가 이뤄진다』 ­박사는 수년전 국립보건원을 박차고 나갔다.개인의 창의성과 독창적인 솜씨가 조직의 관료성에 의해 좌절되곤 한다.연구소장으로서 스태프의 창의성을 북돋는 방안이 있다면. 『우리 TIGER연구소에서는 관료주의가 별로 없으며 건드려서는 안되는 성역을 결코인정하지 않는다.우리 조직은 비교적 소규모인데 이 정도로 유지하는게 건강하다고 생각한다.협동하는 환경을 조성하려 애쓴다.지식의 프론티어에서 같이 일하며 우리가 하는 일이 인류에 심대한 혜택을 준다는 생각은 결코 하찮은 자극제가 아니다.이 생각은 사기와 의욕을 높이는데도 도움을 주고 있다』 ­인간유전자 게놈프로젝트와 유전공학의 장래를 간단히 전망한다면. 『약 7만∼8만개로 추정되는 인간유전자의 반을 우리가 발견했다.나머지 반은 다른 연구팀들이 우리 방법을 채택했더라면 지금쯤 이미 발견했을 수도 있었을 것이다.세균을 상대로 시작한 우리 새 기법은 인간유전물질의 DNA를 해독하는 일을 가능케 했다.본래 이 일은 너무 돈과 시간이 많이 들어 어렵게 여겨졌었다.지금은 인간게놈 프로젝트 전체에 스피드가 붙어 불가능해 보이던 2005년 완결 목표가 아주 낙관적이다.새 기법의 공이라고 할 수 있다.이미 게놈 지식은 커다란 영향력과 충격을 주고 있는데 살충제·약물·항생제 등 부작용이 심한 기존 대응책이 생물학에 바탕을 둔 보다 합리적인 신 기법들로 대체될 것이다.문제 생물체의 유전자 구성이 파악되면 가장 악성의 병원체도 부작용이 거의 없는 물질 및 기법으로 무장해제시키는 일이 가능하다.곡물 해충에 자살 유전자를 삽입하는 실험을 예로 들수 있다.생물체의 게놈에 관한 기초지식은 과학자에게 거대한 힘을 선사한다』

◎멀리스/DNA합성 「PCR법」 고안/스미스/유전자 기능변형법 연구 올해 노벨화학상 공동수상자인 미국의 캐리 멀리스(미 샌디에이고 시트로닉스사 연구책임자)와 캐나다의 마이클 스미스교수(캐나다 밴쿠거 브리티시 컬럼비아대 생물기술연구소장)의 수상 업적은 유전자를 구성하는 DNA(디옥시리보핵산)를 화학적으로 분석할 수 있도록 중합효소연쇄반응(PCR)법을 개발한 것이다. 왕립과학아카데미는 이들의 연구업적이 기본적인 생화학연구를 크게 촉진했을뿐 아니라 의학과 생물공학에도 응용될 수 있는 길을 열었다고 평가했다. 멀리스는 유전자의 결합인 DNA를 극히 자세하게 관찰할 수 있는 기구를 발명하고 스미스는 유전자의 기능을 바꿀 수 있는 방법의 연구에 성공함으로써 두 사람의 연구결과를 토대로 의학과 약학 또는 생물학 분야에서 획기적인 발전이 있을 것으로 기대된다. 중합효소연쇄반응이란 DNA를 수만배까지 증폭시킬 수 있는 최첨단 분자생물학적 기법. 이중나선으로 된 DNA가 합성되기 위해선 두가닥의 나선중 한가닥을 풀어줘야 한다. 이과정은 DNA에 섭씨 90도이상의 열만 가해주면 쉽게 해결된다. 그뒤 풀린 DNA에 염기서열에 맞는 DNA조각인 「플라이머」(시발체)를 인위적으로 만들어 넣어주면 인간이 원하는 DNA를 얼마든지 복제할 수가 있게 된다. 멀리스교수는 이러한 원리를 세계 처음으로 고안해 수상의 영광을 안게 된 것이다.

◎「분리유전자」발견,재결합 과정 밝혀/「한개 유전자=한개의 단밸질」설 뒤엎어/암·기타질병 연구에 새로운 전기 마련 93년도 노벨 생리의학상 공동 수상자로 선정된 영국 뉴잉글랜드 생물학연구소 리처드 로버츠박사(50)와 미국 MIT대 암연구소 필립 샤프박사(49)는 지난 78년 「분리 유전자」를 최초로 발견,암과 유전병 치료에 획기적인 전기를 가져온 세계적인 분자생물학자이다. 스웨덴의 카롤린스카연구소는 『종전까지 유전자는 매우 긴 이중나선구조로 된 DNA분자내의 연속적 구조체로만 간주돼 왔으나 이들의 연구로 유전자가 비연속적이며 한개의 유전자도 몇개의 DNA 분절로 구성될수 있다는 사실이 밝혀졌다』고 수상이유를 설명했다. 일반적으로 DNA로 구성된 유전자는 RNA로 되는 전사과정을 거쳐 단백질을 합성하게 된다.DNA유전자를 전달하는 전령(메신저)RNA는 단백질을 만들수 있는 부분인 「엑손」과,단백질의 합성을 조절하는 「인트론」이 교대로 배열되어 있다.그런데 단백질을 만드는 과정에서 인트론과 엑손의 경계부위가 갈라져 단백질 합성의 조절기능을 갖는 인트론은 없어지게 된다.대신 엑손은 계속 남아서 서로 짝을 이뤄 서로 다른 기능의 단백질을 합성한다.이처럼 엑손과 인트론의 경계부위가 갈라져 엑손끼리만 연결되는 것을 분리단백질이라고 부른다. 지난 78년 로버츠박사와 샤프박사가 이 분리단백질을 발견하기 전까지는 한개의 유전자는 한개의 단백질만 만든다고 생각했다.하지만 이들은 단일 유전자도 얼마든지 분리될수 있다는 사실을 처음 구명해냄으로써 「한개의 유전자=한개의 단백질」개념을 완전히 뒤엎어 놓았다.즉 단일 유전자의 「엑손1」과 「엑손2」가 결합하느냐 혹은 「엑손1」과 「엑손3」이 조합을 이루느냐에 따라 전령RNA의 성질이 달라지게 되고 이 과정에서 합성되는 단백질도 서로 다른 기능을 갖는다는 것이다. 서울의대 서유헌교수(약리학교실)는 『한개의 유전자가 서로 다른 기능을 하는 여러개의 단백질을 만들어 낸다는 사실을 밝혀낸 이들의 업적은 일천한 세계 분자생물학계의 일대 전환점을 이루는 것으로서 기초 생물학 분야에 엄청난 중요성을 갖는다』며 『특히 암과 유전정보 재조합과정 잘못으로 일어나는 유전병 연구에 큰 기여를 했다』고 말했다.서교수는 또 『이들 두사람은 감기의 원인이 되는 바이러스의 유전자를 연구하는 과정에서 분리단백질을 발견한 것으로 알고 있다』며 지난 78년이래 줄곧 노벨의학상 수상후보로 거론되어 왔다고 전했다.