'저온전자현미경' 개발한 자크 두보셰(스위스)·요야킴 프랑크(미)·리처드 핸더슨(영) 공동수상
동결고정된 생체분자의 고분해능 구조를 규명하는 선구적 연구개발 공로···'생화학 혁명' 평가
스웨덴 왕립과학원은 올해 노벨화학상 수상자로 스위스의 자크 두보셰(Jacques Dubochet), 미국의 요야킴 프랑크(Joachim Frank), 영국의 리처드 핸더슨(Richard Henderson) 교수를 4일 저녁 7시 45분(한국시각)에 선정 발표했다.
이번 노벨화학상 공동 수상자들은 동결고정된 '생체분자의 고분해능 구조'를 규명하는 선구적 연구개발로, 이 수준까지 저온전자현미경을 발전시킨 공로를 인정받았다.
미시 세계의 문을 연 전자현미경은 오랫동안 생체분자를 영상화하는데 장애가 있었다. 관측을 위해 쏘는 강력한 전자빔이 생물 시료를 파괴하기 때문이었다.
그러나 1990년 리차드 핸더슨이 전자 현미경으로 단백질의 3차원 이미지를 생성해, 전자 현미경의 획기적인 기능을 입증했다. 핸더슨 교수는 영국 스코틀랜드인(1945년생)으로 영국 캠브리지 대학의 분자생물학 리더다.
요야킴 프랑크는 이 기술을 쉽게 사용하도록 만들었다. 1975년과 1986년 사이 그는 전자 현미경의 2차원 이미지를 분석 병합해 정밀한 3차원 구조의 이미지 처리 방법을 개발했다. 프랑크 교수는 독일인(1940년생)으로 독일 뮌헨 공과대학을 거쳐 현재 미국 컬럼비아 대학 생화학 및 분자 생물 물리학 교수를 지냈다.
자크 두보셰는 1980년대 초반 물을 급속 냉각시킨 유리화(Glass)로 생물 시료를 액체 형태로 유지시키는데 성공해, 생물 시료가 진공 상태에서도 자연스럽게 있도록 했다. 그는 스위스인(1942년생)으로 스위스 제네바 대학과 바젤 대학을 거쳤다. 현재 스위스 로잔대학의 생물 물리학 명예 교수다.
이러한 세 공로자들의 연구개발로 연구자들이 원하는 원자 수준의 전자현미경 해상도가 2013년에 최적화 됐다.
왕립과학원 측은 "수상 연구자들 덕분에 생체 분자의 3차원 구조를 일상적으로 생성할 수 있게 됐으며, 단백질에서부터 지카 바이러스의 표면 관측에 이르기까지 생화학은 현재 폭발적인 발전과 흥미진진한 미래를 맞이하고 있다"고 평가했다.
이번 노벨화학상에 대해 관련 국내 연구자들은 전자현미경에 대한 수요와 공급의 환경을 말했다.
현재경 한국기초과학지원연구원(원장 이광식·이하 기초지원연) 전자현미경연구부 박사는 "극저온전자현미경은 최근 구조생물학 분야 등에서 많이 연구되고 수요가 급증하는 추세"라며 국내에도 기초지원연과 KAIST 등 소수그룹이 이 분야 연구를 지속하고 있다고 밝혔다. 이어 "기초지원연 오창 센터에도 한 대의 고성능 극저온전자현미경이 있긴 하지만, 연구 수요에 비해 인프라와 인력이 부족해, 이에 대한 인력 배양과 해외 전문가 채용이 필요하다"는 입장을 전했다.
조양구 한국표준과학연구원(원장 박상열·이하 표준연) 산업측정표준부 박사는 이번 수상을 "전자선의 간섭에 자유롭고자 비결정질인 물을 이용한 것은 탁월한 아이디어로, 노벨상이 이런 시도를 높이 평가한 것"으로 해석했다. 그는 "수상에 관계된 전자현미경은 '투과전자현미경(TEM)'인데 한 대에 50억 이상 되는 선진국 장비로 지금 우리로선 쉽게 사올 수도, 만들기도 쉽지 않은 장비"라며 "현재 요구되는 장비개발 환경에 관심을 불러일으키는 노벨상 이슈"라고 말했다.
한편, 페로브스카이트(Perovskite) 태양전지를 세계최초로 개발한 박남규 성균관대 화학공학과 교수가 올해 화학상 수상자 후보에 이름이 올랐지만, 실제 수상자가 되진 못했다.
지난해 노벨화학상 수상자는 '인공 근육을 움직이는 분자기계'를 설계한 프랑스의 장피에르 사파지와 미국의 프레이저 스토다트, 네덜란드의 베르나드 페링하 등이 수상했다.
노벨상 시상식은 5일 문학상, 6일 평화상, 9일 경제학상 순으로 발표를 이어간다.
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