노벨상 수상자
리처드 존 로버츠(Richard John Roberts, 1943~)
리처드 로버츠영국
미국의 유기화학자.
1968년에 영국 셰필드 대학교에서 유기화학으로 박사학위를 취득한 후, 하버드 대학교에서 박사후과정을 이수하였다. 1972년부터 콜드 스프링스 하버 연구소에서 연구하였으며 1986년에는 동 연구소 부소장이 되었다. 공동 수상자와의 독립적인 연구를 통하여 고등생물의 유전자는 서로 다른 여러 개의 분리된 사슬들로 존재할 수 있음을 증명하고, 절단 유전자를 발견함으로써 RNA 접합을 예측하였다.
필립 앨런 샤프(Phillip Allen Sharp, 1944~)
미국의 분자 생물학자.
켄터키 주에 있는 유니언 칼리지에서 공부하였으며, 1969년에 일리노이 대학교 어배나샴페인 캠퍼스에서 박사학위를 취득한 후, 캘리포니아 공과대학에서 1971년까지 연구하였다. 1971년에 뉴욕 주에 있는 콜드 스프링 하버 연구소에서 연구하였으며, 1974년에 매사추세츠 공과대학으로 옮겨 연구하였다. 1985년에 동 대학교 암 연구 센터 소장이 되었다. 공동 수상자와의 독립적인 연구를 통하여 절단 유전자를 발견함으로써 RNA 접합을 예측하였다.
노벨상 시상 연설
전하, 그리고 신사 숙녀 여러분.
아이들은 어떻게 그들의 부모를 닮을까요? 이 질문은 아마도 인류에게 가장 흥미로운 질문이었을 것입니다. 그리고 자연과학은 이에 대해 상당히 만족스러운 답을 주었습니다.
지난 세기 중반에 오스트리아의 수사 그레고어 멘델은 자신의 정원에서 나오는 완두콩을 이용하여 교배 실험을 한 것으로 유명합니다. 그는 모든 식물의 특성이 양쪽 부모로부터 얻은 한 쌍의 유전자로 결정된다고 결론지었습니다. 멘델에게 유전자는 그의 교배 실험을 해석하기 위한 매우 추상적인 개념이었을 뿐, 그는 그 기능에 대해 전혀 몰랐습니다.
그러다가 1940년대 중반에 들어서면서 비로소 유전물질이 DNA라는 핵산으로 이루어져 있다는 화학적 개념이 확립되었습니다. 그리고 그로부터 10년 후, DNA의 이중 나선형 구조가 밝혀졌습니다. 그때부터 분자생물학은 매우 빠르게 발전했으며, 노벨상 수상자도 여럿 배출했습니다.
처음에는 박테리아 혹은 세균성 바이러스 등, 단순한 유기체에서만 유전물질이 연구되었습니다. 그 당시는 유전자가 길고 가느다란 한 가닥 실 모양의 DNA라고 생각했으며, 이는 모든 유기체에서 마찬가지일 것으로 추정되었습니다. 그러나 노벨상 수상자인 리처드 로버츠 박사님과 필립 샤프 박사님은 1977년에 고등생물의 유전자는 서로 다른 여러 개의 분리된 사슬들로 존재한다는 것을 각자의 연구로 증명하였습니다. 이러한 유전자들은 마치 모자이크와 같았습니다. 로버츠 박사님과 샤프 박사님, 두 분이 분석한 것은 복잡한 유기체에서의 유전 연구에 적당한 상부 호흡기 바이러스였습니다. 하지만 그 이후로 인간을 포함하는 고등생물 대부분의 유전자들이 이러한 모자이크 구조라는 사실이 명백해졌습니다.
그들은 또한 유전자를 쪼개어 단백질 합성을 명령하고, 그럼으로써 세포의 성질을 결정하기 위해서는 특정한 유전 기전이 필요하다고 생각했습니다. 수년 동안 연구자들은 유전자가 단백질을 합성하기 위한 세부적인 정보들을 가지고 있다고 알고 있었습니다. 이에 대한 정보는 먼저 DNA로부터 메신저 RNA(mRNA)라는 다른 핵산으로 복사됩니다. 결과적으로 RNA 정보에 의해 단백질이 합성되는 것입니다. 현재 로버츠 박사님과 샤프 박사님은 이와 같은 단백질 합성 과정에서 고등생물에 있는 mRNA가 편집된다고 주장하고 있습니다.
접합이라는 중요한 과정은 영화의 필름 편집자가 하는 일과 비슷합니다. 편집되지 않은 부분은 정밀히 검사하고, 불필요한 부분은 절단하여 제거하며, 남은 부분만 연결해서 완벽한 필름이 만들어지는 것입니다. 이렇게 만들어진 mRNA는 유전적 조각에 일치하는 부분만 갖게 됩니다. 언제나 mRNA의 같은 부분들이 편집 과정에서 선택된다는 것은 나중에야 알게 되었습니다. 따라서 접합 과정으로 유전물질의 기능을 조절할 수도 있음을 알 수 있습니다.
로버츠 박사님과 샤프 박사님의 발견을 통해 우리는 질병의 발병 과정을 이해할 수 있습니다. 그 한 예가 유전물질에 선천적으로 결함이 있을 때 발병하는 지중해 빈혈입니다. 이와 같은 유전적 결함으로 접합 과정에서 오류가 생기며, 그 결과 비정상적인 mRNA가 형성되어 불완전한 단백질이 합성되거나 아예 단백질이 합성되지 않기도 합니다.
절단 유전자의 발견은 과학적인 업적에도 많이 기여하였습니다. 오늘날, 의약뿐만 아니라 생물학 연구에서도 이 발견은 매우 중요합니다.
