올해 노벨화학상은 인류의 진화에서 영감을 받아 효소를 진화의 원리를 통해 인공 개량하는 방법을 개발한 연구에 돌아갔다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회가 올해 화학상 수상자로 미국 프랜시스 아놀드(Frances H. Arnold) 캘리포니아공대 교수, 조지 스미스(George P. Smith) 미주리대 교수, 영국 그레고리 윈터(Gregory Winter) 케임브리지대 분자생물학연구소 연구원을 선정했다고 3일 밝혔다.

노벨위원회는 3일(현지시간) “바이오연료와 제약 등에서 널리 활용되는 효소를 진화의 원리를 통해 인공 개량하는 방법을 개발한 공로를 인정해 노벨 화학상을 수여한다”고 발표했다.

진화의 힘은 삶의 다양성을 통해 드러난다. 2018년 노벨 화학상 수상자는 진화를 통제하고 인류에게 가장 큰 이익을 가져다주는 목적으로 그것을 사용했다. 직접 진화를 통해 생산 된 효소는 바이오 연료에서 의약품 등을 제조하는 데 사용된다. 파지 디스플레이(phage display) 방법을 사용, 진화된 항체는 자가 면역 질환은 물론 경우에따라 전이암을 치료할 수 있다.

생명체 진화 화학작용 ‘단백질’연구

생명이 약 37 억년 전에 생겨날 당시 지구상의 거의 모든 틈새가 다른 유기체로 가득 차 있었다. 진화가 수많은 화학적 문제를 해결했기때문에 생명체가 온천, 심해 및 건조한 사막으로 퍼졌다. 생명의 화학작용 ‘단백질’은 최적화되고, 새롭게 변화하며 놀라운 다양성을 만들어 냈다.

올해 노벨 화학상 중 절반은 프란시스코 아놀드(Frances H. Arnold)에게 돌아갔다. 1993년, 그녀는 화학 반응을 촉매하는 단백질 효소를 원하는 특성을 갖도록 유도하는 ‘지향성 진화법’을 개발했다. 그 이후로, 그녀는 이제 새로운 촉매를 개발하기 위한 방법을 개선했다. 그녀의 효소 연구는 의약품과 같은 화학 물질의 환경 친화적인 제조 및 환경 친화적 인 운송을 위한 재생 가능한 연료 생산에도 적용된다.

올해 노벨 화학상 수상자 중 나머지 절반은 조지 스미스와 그레고리 윈터에 돌아갔다. 조지는 박테리오파지 (박테리아에 감염되는 바이러스)가 새로운 단백질을 진화시키는 데 사용할 수있는 파지 디스플레이 (phage display)라는 방법을 개발했다. 그래고리는 새로운 의약품 생산을 목표로 항체의 진화 된 진화를 위해 파지 디스플레이를 사용했다. 이 방법에 기초한 첫 번째 약물 ‘adalimumab’은 2002 년에 승인됐다. 류마티스 성 관절염, 건선 및 염증성 장 질환에 사용된다. 그 이후로 파지 디스플레이는 독소를 중화시키고자가 면역 질환을 중화하며 전이 암을 치료할 수있는 항체를 생성했다.

한편, 스웨덴 왕립과학원은 5일 오후 6시(한국시간)에 노벨평화상 수상자를 발표한다. 한반도 분단과 북핵문제를 해소하기 위해 상호 협력중인 문제인 대통령과 북한 김정일 국무위원장의 수상 여부가 주목된다. 8일에는 스웨덴 왕립과학원이 노벨경제학상 수상자를 발표할 예정이다.