노벨상 수상자
프랜시스 해리 컴프턴 크릭(Francis Harry Compton Crick, 1916~2004)
프랜시스 크릭영국
영국의 생물물리학자.
런던 대학교에서 물리학을 공부한 뒤 제2차 세계대전 중 영국 해군에서 연구 활동을 계속하였다. 전쟁 후에는 케임브리지 대학교 스트레인지웨이스 연구실험실에서 연구하였다. 1949년부터 케임브리지 대학교 캐번디시 연구소에서 연구하면서 공동 수상자인 제임스 왓슨과 함께 DNA의 이중 구조에 관하여 연구하였다. 1977년에 샌디에이고에 있는 솔크 생물학연구소 교수가 되었다.
제임스 듀이 왓슨(James Dewey Watson, 1928~)
제임스 왓슨미국
미국의 유전학자이자 생물물리학자.
열다섯 살에 시카고 대학교에 입학하였으며, 1950년에 인디애나 대학교에서 동물학으로 박사학위를 취득하였다. 1951년부터 1953년까지 케임브리지 대학교 캐번디시 연구소에서 연구하면서 공동 수상자인 프랜시스 크릭과 함께 DNA의 이중 구조에 관하여 연구하였다. 1953년부터 1955년까지 캘리포니아 대학교 공과대학에서 연구하였으며 1956년에 하버드 대학교 조교수로 임용되었다가 1961년에 정교수로 승진하였다.
모리스 휴 프레더릭 윌킨스(Maurice Hugh Frederick Wilkins, 1916~)
모리스 윌킨스영국
뉴질랜드 태생 영국의 생물물리학자.
1940년에 버밍엄 대학교에서 박사학위를 취득하였다. 1946년부터 런던 대학교 킹스 칼리지의 의학연구부 생물물리실에서 연구하였다. 1963년에 킹스 칼리지 분자생물학 교수가 되어 1970년까지 재직하였으며, 이후 1981년까지 생물물리학 교수로 재직하였다. 엑스선 결정학 기술을 이용하여 다양한 생물의 DNA를 연구함으로써 DNA의 분자사슬이 이중나선 형태임을 밝힘으로써 공동 수상자들의 연구에 영향을 주었다.
노벨상 시상 연설
전하, 그리고 신사 숙녀 여러분.
이 자리는 올해 노벨 생리·의학상을 수상하는 연구의 중요성을 설명하는 자리이지만 오늘은 생물리학이나 생화학과는 다소 거리가 먼 이야기부터 시작해야 할 것 같습니다.
‘우리는 초상화나 캐리커처를 보고 어떤 기준으로 섬세하다거나 훌륭하다고 판단하는 것일까요?’
캐리커처는 대상이 되는 사람의 개인적 특성을 강조하여 그리는 그림입니다. 이런 현상은 조각이나 시 또는 산문과 같은 문학작품에서도 가끔 나타납니다. 유난히 강조된 개인의 특성은 이상한 모양의 코를 만들어 내기도 하고 흐트러진 머리카락 또는 불쑥 내민 턱을 만들어 내기도 합니다. 이 때문에 우리는 자신의 특징이 정확하게 강조되는 캐리커처에 감정이 상하기 쉽습니다.
그러므로 캐리커처는 그 안에 사실적인 그림 이상의 의미를 담고 있어야만 합니다. 만약 화가가 일반적인 외모에서 개개인의 특징적인 차이를 잡아내는 데 성공한다면 그 캐리커처는 그 사람의 삶 전체를 표현할 수 있는 흥미로운 작품으로 완성될 것입니다. 따라서 화가는 일반적인 것과 개개인의 특징적인 외모를 융합해야만 좋은 작품을 만들 수 있습니다.
이와 마찬가지로 과학자가 생명체의 다양성을 이해하고 설명하기 위해서, 또는 물리적·화학적 특징들을 밝히기 위해서는, 보편성과 개체성을 잘 조합해야 합니다. 과학자에게는 모든 생명체에 보편적으로 존재하는 일반적인 성질을 구별하는 능력이 필요합니다. 예를 들어 모든 생명체는 자연환경에서 영양 성분을 추출하는 능력이 있고, 자손을 얻기 위해 번식하는 능력이 있다는 것 등을 구별해야 합니다. 다시 말해 과학자는 엄격한 규칙성을 알아볼 수 있어야 합니다.
더 나아가 과학자는 생명체 혹은 세포의 물리적·화학적 특징을 연구할 때 그 정밀한 구조와 내부 질서를 인식하고, 새롭게 전달되는 신호를 구분할 수 있어야 합니다. 그러나 같은 종이라고 해도 개체에 따른 특징을 무시할 수는 없습니다. 엄격한 질서의 틀 안에서도 개개의 특징이 존재한다는 것 또한 인정해야만 합니다.
고등생물의 유전 전달물질인 디옥시리보핵산, 즉 DNA의 3차원 분자구조의 발견은 생명체의 보편성과 개체성을 결정하는 분자배열을 자세하게 이해할 수 있는 틀을 마련해 주었습니다. 그리고 이것은 매우 중요한 의미를 갖습니다.
디옥시리보핵산은 수많은 고분자 물질로 이루어져 있으며 이 고분자 물질은 몇 개의 단위체로 구성됩니다. 이들 단위체에는 당, 인, 그리고 질소를 함유한 염기가 포함되어 있으며, 거대한 DNA 분자 전체에서 똑같은 당과 인이 반복적으로 나타납니다. 그렇지만 염기는 단 네 종류만이 존재합니다. 왓슨 박사님, 모리스 윌킨스 박사님, 그리고 프랜시스 크릭 박사님은 이들 단위체가 서로 어떻게 3차원적으로 연결되어 있는지 그 구조를 발견하였고, 그 공로로 올해의 노벨 생리·의학상을 수상하게 되었습니다.
윌킨스 박사님은 엑스선 결정학 기술을 이용하여 다양한 생물의 디옥시리보핵산을 연구하였습니다. 이 기술은 지금까지 분자구조를 분석하는 기술 중에 가장 우수하다고 평가되는 기술입니다. 바로 이 우수한 기술을 이용하여 윌킨스 박사님은 디옥시리보핵산의 긴 분자사슬이 이중나선 형태로 배치되어 있음을 밝혔습니다. 그리고 왓슨 박사님과 크릭 박사님은 서로 얽혀 있는 두 개의 나선 안에서 유기염기들이 특별한 방법으로 짝지어져 있음을 발견하고 그 배열의 중요성을 강조하였습니다.
디옥시리보핵산은 두 개의 나선이 연결되어 하나의 긴 계단처럼 보이기도 합니다. 이 계단의 바깥쪽은 당과 인으로 구성되며 염기들이 짝을 지어 연결되면서 형성됩니다. 각각의 염기를 다르게 염색한 후에 이 디옥시리보핵산의 계단을 사람이 걸어 올라간다고 상상해 봅시다.
이 사람은 너무나도 다양한 모습에 깊은 인상을 받게 될 것입니다. 그러나 그는 얼마 지나지 않아 빨강색은 언제나 파랑색과 연결되어 있고 검은색은 언제나 하얀색과 연결되어 있음을 발견할 것입니다. 또한 계단의 오른쪽이 검은색이면 왼쪽이 하얀색이고, 오른쪽이 하얀색이면 왼쪽이 검은색이라는 것도 확인할 수 있을 것입니다. 그리고 빨강과 파랑에서도 마찬가지 현상을 관찰하게 될 것입니다. 이 사람은 거대한 디옥시리보핵산 속의 무수히 많은 계단을 올라가면서 빨강색-파랑색, 파랑색-빨강색, 그리고 검정색-하얀색, 하얀색-검정색의 배열이 끝없이 다양하게 나타나는 것을 보게 될 것입니다. 결국 그는 이 배열이 어떤 의미를 갖는지 궁금해질 것이며, 그 계단이 어떤 메시지, 즉 어떤 유전 정보를 담고 있다는 것을 깨닫게 될 것입니다.
하지만 실제로 디옥시리보핵산은 누군가가 올라갈 수 있는 계단이 아닙니다. 이것은 매우 활동적인 생물학적 물질입니다. 보통은 디옥시리보 핵산에서 리보핵산이 만들어지고, 이것에 의해 아미노산이 연결되어 단백질 사슬을 형성하는 3단계의 과정으로 단백질이 합성됩니다. 결국 단백질의 아미노산 서열은 핵산의 염기서열에 의해 결정되는 것입니다. 그러므로 핵산은 어떤 단백질이 생성될지를 결정하며, 이렇게 생성된 단백질은 생명체 내에서 특정 기능을 담당합니다.
결국 다양한 단백질이 생성되고 이들은 모두 생명체의 필요에 따라 전체적인 생명 현상의 일부 기능을 담당하는 것입니다. 이와 같은 다양한 단백질들의 협력 작용으로 개개인의 특징이 결정됩니다. 즉 어떤 단백질들이 어떤 형태로 협력하는가에 따라 개개인의 특성이 달라지는 것입니다.
디옥시리보핵산에 담긴 정보는 세포가 분열할 때 그대로 전이됩니다. 이것이 생명체의 일반적인 성장 과정입니다. 또한 생식세포가 융합할 때에도 디옥시리보핵산의 정보는 전이됩니다. 이와 같은 방법으로 디옥시리보핵산의 정보는 부모를 꼭 닮은 새로운 개체의 발생을 결정하고 조절합니다.
오늘날 새롭게 밝혀진 유전 메커니즘의 결과를 실제로 확인할 수는 없습니다. 우리는 다만 질병을 극복할 수 있는, 그리고 유전과 환경의 상호작용에 대해 보다 많은 지식을 얻을 수 있다는 가능성만을 예견할 수 있을 뿐입니다. 그리고 이를 통해 생명의 본질적인 메커니즘을 좀 더 이해할 수 있을 것이라고 기대하고 있습니다. 우리가 어떤 방향으로 가든지 이제 우리는 새로운 가능성에 대한 기대를 갖게 되었습니다. 존 켄드루 박사님의 말처럼 크릭 박사님, 왓슨 박사님, 윌킨스 박사님의 연구업적을 통해 우리는 ‘새로운 세계를 여는 첫 번째 섬광’을 목격한 것입니다.
프랜시스 크릭 박사님, 제임스 왓슨 박사님, 모리스 윌킨스 박사님.
세 분의 연구로 디옥시리보핵산의 분자구조가 밝혀졌고 이 물질이 유전정보를 전달한다는 것도 알게 되었습니다. 이것은 생명 유지를 위한 생물학적 현상을 이해하는 데 너무나도 중요한 것이었습니다. 실제로 세 분의 연구 결과는 생명과학을 연구하는 모든 과학자들에게 놀라움을 안겨 주었습니다. 디옥시리보핵산의 이중나선 구조가 4가지 유기염기의 특이적인 짝짓기에 의해 형성된다는 사실은 유전정보의 전이와 조절에 관한 보다 상세한 연구를 가능하게 할 것입니다.
왕립 카롤린스카 연구소를 대표하여 진심 어린 축하를 전해드리며, 이제 올해의 노벨 생리·의학상을 수상하는 이 자리에 세 분을 모시고자 합니다.
