네이처가 올해의 주목할만한 과학자 10인(nature’s10)을 선정했다. 연구 자체의 혁신성은 물론 사회적 반향을 촉발한 논란이된 연구를 포함했다.

10명은 물리학, 기후학, 고생물유전학, 환경, 천문학 등 각 분야 연구자들이다. 물리학계에 센세이션을 일으킨 그래핀 초전도체 전환 연구에서 기후변화, 태아 유전자 편집 등 연구자 5인을 먼저 소개한다.

유안 카오(Yuan Cao)

그래핀 분야를 연구중인 박사과정 카오는 원자두께 탄소 시트로 초전도를 유도했다.

카오는 18 세에 중국 과학 기술 대학 (University of Technology and Technology)을 졸업, 박사 학위를 시작하기 위해 미국에 왔다. 올해 21 세인 그는 새로운 물리학 분야를 자극한 두꺼운 탄소 층의 이상한 행동에 관한 두 개의 논문을 발표했다.

캠브리지 MIT의 파블로 자릴로-헤레로(Pablo Jarillo-Herrero) 그룹은 Cao가 2014 년에 실험실에 합류했을 때 이미 여러 각도에서 겹겹의 탄소층을 만들어 회전시키고있었다. Cao의 일은 한 층의 그래핀 시트가 다른 층과 단지 약간 어긋났들때 두 개의 층 스택에서 일어나는 변화을 조사하는 것이 었다. 한 이론은 물질의 거동이 급격하게 변할 것이라고 예측했다.

많은 물리학자들은 이 아이디어에 회의적이었다. 그러나 카오가 미묘하게 왜곡된 스택을 만들기 시작했을 때, 그는 이상한 것을 발견했다. 작은 전기장에 노출되어 절대 0도에서 1.7도까지 냉각되면 보통 전기를 전달하는 그래핀이 절연체가됐다(Y. Cao 등, Nature 556, 80-84, 2018).

더 놀라운 것은 전기장에 약간의 비틀기를 가하면 미세하게 어긋난 시트가 전기 저항없는 초전도체가 됐다(Y. Cao 등, Nature 556, 43-50, 2018). 두 번째 샘플에서 효과를 확인하면서 팀은 그 결과를 확신했다.

카오(Cao)는 한 층의 그래핀 시트를 분리해 동일한 방향을 가진 두 개의 레이어로 구성된 스택을 만들 수 있었고 그로부터 정렬을 미세하게 조정할 수있었다. 그는 또한 초전도가 더 명확하게 나타날 수있는 온도에 도달하도록 극저온 시스템을 조정했다.

단순한 회전을 통해 원자 두께의 탄소를 복잡한 전자 상태로 동축시키는 연구는 물리학자들에게 다른 비틀어진 2D 재료의 흥미 진진한 행동을 연구하도록 했다.

발레리 메슨 델모트(VALÉRIE MASSON-DELMOTTE)

기후 학자로 지구 온난화에 관한 IPCC(The Intergovernmental Panel on Climate Change) 보고서 발간을 이끌었다.

10 월 발레리 메슨-델모트( Valérie Masson-Delmotte)과 동료들은 약 12년 내에 지구의 평균 기온이 19 세기 중반 보다 1.5 ℃ 높아질 수 있다고 예고했다. 이는 생태계를 변형시키고 세계 산호초 대부분이 폐사할 수 있다고 경고했다.

이같은 발표는 메슨 델모트 중요한 역할을 한 기후 변화에 관한 정부 간 패널(IPCC)의 특별 보고서에 기인한다. 그녀는 프랑스 파리(Gif-sur-Yvette, Île-de-France) 기후 및 환경과학 연구소(Laboratory for Sciences of Climate and Environment) 기후학자이자 기후 변화의 물리적 과학을 평가하는 IPCC 실무 그룹의 공동 의장이다.

IPCC 보고서는 1.5 ° C 로 온난화를 제한하면 온도가 2 ° C 수준으로 상승하는 것과 비교할 때 큰 이점이 있음을 분명히했다. 그러나 1.5 ° C를 유지하는 것은 온실 가스 배출을 억제하기위한 적극적인 행동이 필요하다.

1.5 ° C의 변화로도 지구 전체 생태계 6 % 이상이 파괴되고 산호초의 70-90 %는 사라질 수 있다.

메슨 델모트와 다른 공동 의장은 두 가지 보고서를 추진하고 있다. 지상 생물체, 기타 해양 및 극지방을 다루는 보고서는 각각 8 월과 9 월에 발행 될 예정이다.

비비안 슬론(VIVIANE SLON)

고생물유전학자로 절반은 네안데르탈인, 절반은 데니소반(Denisovan) 유전자를 지닌 고대 하이브리드 호미닌(hominin) 발견했다.

비비안 슬론은 3 년 전 고대 뼈 조각 DNA 검사에서 두 개의 멸종된 인간 집단의 결합을 발견하고 실수를 했다고 여겼다. 게놈의 절반은 네안데르탈인 유전자 처럼 보였다. 다른 절반은 아시아 전역에서 한때 발견 된 집단인 데니소반(Denisovans)의 서열과 일치했다.

독일 라이프치히 막스 플랑크 진화인류학 연구소(Straits Anthropology Institute)의 고유전학자 슬론 (Slaon)은 며칠 동안 아무에게도 말하지 않았고, 그녀가 실수를 저질렀는지 궁금해했다. 그녀는 실수를 발견하지 못했다. 이후 동료 연구자들과 더 많은 테스트 결과, 뼈 조각은 대략 9 만년 전에 살았던 여성 네안데르탈인과 데니소반의 딸로 결론 내렸다. 동료 연구자는 그 뼈조각을 젊은 성인 여성 ‘데니(Denny)’로 명명했다.

네안데르탈인과 데니소반인 게놈은 과거의 이종 교배를 제시하지만 그 만남의 직접적인 결과는 발견되지 않았다. 8 월에 발표 된이 발견은 다른 과학자들과 대중들에게 반향을 불러 일으켜 수많은 뉴스 기사와 수천 개의 트윗을 촉발했다.

이스라엘 텔아비브 대학교의 고생물학자인 이스라엘 허쉬 코비츠는 슬론의 시각이 동료들 사이에서 독특하다고 지적했다. 그는 고고학, 인류학, 병리학 및 해부학에 걸친 슬론의 학위를 지도했다.

그녀의 고생물학 연구의 대부분은 시베리아 남부의 거대한 동굴인 데니소바 동굴(Denisova Cave)에서 발견된 인골의 유전자 자료에 근거했다. 네안데르탈인의 사촌인 ‘데니소반(Denisovans)’은 이 동굴에서 비롯했다.

슬론의 동굴 유물에 대한 첫 번째 프로젝트는 네 번째 데니소반 개체의 치아에서 DNA를 배열하는 것이 었다. 그녀는 발굴에서 데니소반 DNA를 발견한 팀을 공동으로 이끌었다. 슬론의 동료들은 ‘데니’를 찾기 위해 2,300 개 이상의 식별 할 수없는 뼈 조각을 가려 내야했다.

그녀는 고대 인간과의 가족 관계, 또는 생활 조건이 개인의 삶에 어떻게 영향을 주었는지와 같은 통찰력을 고대 게놈으로 연결하려하고 있다. 그녀는 또한 유라시아 지역 너머에 살았던 호미닌(hominins)의 삶을 조사하기를 희망한다.

허 지안구이(HE JIANKUI)

유전자 조작 아기를 만들었다고 밝혀 국제적인 논쟁을 촉발한 과학자다.

지안구이(Jiankui)는 11 월, 기존의 생물 윤리 경계를 넘었다. 그는 다음 세대에 유전할 수있는 방식으로 쌍둥이 태아의 유전자를 변경했다는 사실을 공개했다.

HIV 감염으로부터 그들을 보호하기 위해 CRISPR을 사용해 편집한 게놈을 가진 쌍둥이 소녀의 탄생을 알리는 비디오에서 그는 “가족들이 이 기술을 필요로했다고 믿는다. 그들을 위해 비난을 수용하겠다”고 말했다.

크리스퍼(CRISPR), 즉 유전자가위는 특정 염기서열을 인지해 해당 부위의 DNA를 절단하는 제한효소로서, 인간 세포와 동식물 세포의 유전자를 교정하는 데 사용된다.

반발은 거셌다. 그는 중요한 윤리적 고려 사항을 무시하고 불확실한 이익을 위해 알 수없는 위험에 소녀들을 노출시킨 것에 대해 비판 받았다.

지안구이는 중국 심천의 과학기술 대학 (University of Science and Technology)에서 일하고 있다. 중국 과학 부장관은 그가 계속 연구하는 것을 금지했다. 보건부는 조사를 시작했다.

10년 전 그의 웹 사이트에 게재 된 최초의 출판물은 양자물리학과 관련이 있다. 2010년에는 박테리아 게놈에서 경제, 진화 및 호기심이 많은 DNA 반복 섹션의 특성에 대한 논문을 냈다. 그는 유전체 염기 서열 연구에 대한 찬사를 받았다. 그가 설립한 회사인 심천의 ‘딜렉트 지노믹스(Direct Genomics)’는 임상 시퀀싱 시장을 목표로 삼아 수억 달러의 투자를 이끌어 냈다.

그러나 그는 유전자 편집을 원했다. 그가 MIT CRISPR선구자 펑 장(Feng Zhang) 실험실을 방문했을 때 펑은 복제를 위한 인간 배아 유전자 편집에 대해 경고했다. 버클리(Berkeley)의 캘리포니아 대학 유전학자 마크 드와이트(Mark DeWitt)도 똑같은 조언을했다. 또 다른 CRISPR 개척자 UC 버클리의 제니퍼 도드너(Jennifer Doudna)는 그의 방문 요청을 거부했다.

과학자들은 유전자 편집 분야가 현재 자금 조달, 규제 당국의 승인 또는 대중의 지지를 확보하는데 어려움을 겪을 수도 있다고 우려하고있다.

제스 웨이드(JESS WADE)

영국 런던의 젊은 여성 물리학자(physicist) 웨이드(Wade)는 과소 대표된 여성 과학자 집단을 위해 수백 개의 위키피디아(Wikipedia) 페이지를 썼다.

그녀는 온라인 백과사전의 여성과 유색인종 과학자들의 부족을 바로 잡기위해 매일 페이지를 쓰기 시작했다.

런던 임페리얼 칼리지 (Imperial College London)의 고분자 물리학자 웨이드는 다양성 증진을 목표로 한 많은 과학 아웃리치 프로젝트를 다뤄왔다. 그녀는 Wikipedia 편집자의 90 %가 남성이며 사이트에서 프로필을 작성한 사람의 약 18 %만이 여성이라는 사실을 알게 된 후 매일 한 페이지를 작성하는 습관을 들였다.

그녀는 현재 약 400 페이지를 생성했다. 포괄성의 시각으로 위키백과 콘텐츠를 만들고 편집하는 정기적인 ‘에디터톤(edit -a – thons)’을 위해 관련 단체와 함께 일하고 있다.

영국의 세인트 앤드류스 대학 (University of St Andrews)에서 다양성을 연구하는 레나 쿰버베치(Lenna Cumberbatch)는 웨이드의 프로젝트가 만든 가시적 성과와 추진력이 중요하다고 말한다. Wikipedia 항목이 과학의 포괄성 문제를 해결하지는 않지만 웨이드의 노력은 사람들의 기대를 바꾸는 데 도움이된다.

지난 9 월에 그녀는 스위스 제네바 근처에있는 유럽의 입자 물리학 연구소 CERN에서 개최한 성(gender)에 관한 회의에서 그녀의 작업에 관해 이야기했다. 같은 날 이탈리아 피사 대학 (University of Pisa)의 물리학자인 아레산드로 스트루미아(Alessandro Strumia)는 여성의 물리학 능력을 의문 삼고, 다양성을 장려하는 정책을 비난했다. 웨이드는 소셜 미디어에서 이를 문제삼았고 성차별적 발언이 널리 비난 받았다. CERN도 스트루미아에 대한 조사를 시작했다.

*참고 : 네이처