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교육과학기술부 보도자료(김관묵교수)
등록일 2009-02-20 조회 3557

★ 2월 13일(금) 조간부터 보도하여 주시기 바랍니다.
보도자료 교육과학기술부
Ministry of Education, Science Technology홍보담당관실 ☏ 2100-6580<자료문의> ☎ 02-2100-6824, 교과부 연구정책과장 김주한, 담당 강호원 사무관
☎ 042-869-6320, 과학재단 성과관리팀장 김해도, 담당 허정은 자랑스러운 한국 과학자 12명의 성공스토리
-한국인 우수과학자의 삶과 연구를 다룬 「노벨상을 꿈꾸는 과학자들의 비밀노트」 발간 -

세계적인 과학적 난제들을 해결하여 한국의 위상을 드높인 우수 과학자들의 성공스토리를 재미있고 알기 쉽게 다룬 과학교양도서「노벨상을 꿈꾸는 과학자들의 비밀노트」가 발간되었다.

교육과학기술부의 지원 하에 발간된「노벨상을 꿈꾸는 과학자들의 비밀노트(한국과학재단 엮음, 중앙에듀북스 刊)」는 2007년 한 해 동안 세계적인 연구성과를 Nature, Science, Cell 등 세계 저명 학술지에 논문으로 발표하여, 세계 과학계에 한국 과학의 우수성을 알린 서울대 이상훈 교수 등 과학자 12명의 삶과 연구를 통한 애환과 열정 등을 다루고 있다.

이 책에는 독창적으로 자기 분야를 개척하며 세계 과학계가 풀지 못한 난제를 명쾌하게 해결하여 과학사에 새로운 이정표를 제시한 자랑스러운 우리 과학자들의 이야기가 실려 있다. 오직 과학에 대한 열정과 사명감으로 인류의 미래를 개척한 과학자들의 업적과 삶은 청소년들에게 무한한 용기와 감동을 선사할 것이며, 성인 독자들에게는 첨단 과학 지식을 흥미롭게 접하는 기회가 될 것이다.


이 책에는 ◆플라스틱 태양전지로 신세계를 꿈꾸다(광주과기원, 이광희 교수) ◆신비한 의식의 흐름을 규명하다(서울대, 이상훈 교수) ◆질병 없는 세상으로 한 걸음 나아가다(한국과학기술원, 정종경 교수) 등 흥미롭고 다채로운 첨단과학 이야기뿐만 아니라 ▲비료공장 건설 엔지니어인 아버지를 따라다니다 화학에 취미를 가지게 된 이야기(KAIST, 이지오 교수) ▲학생운동에 참여했다가 한 달 간 형무소 신세를 졌던 일(포항공대, 김기문 교수) ▲취미로 시계를 분해․조립하다가 조립이 안되어 혼난 일(한양대, 이영무 교수) 등 최고 과학자들의 인간적이고도 순수한 삶의 이야기가 재미있게 담겨 있다.
이 책은 11일부터 전국 주요서점에서 구입할 수 있으며 가격은 10,900원이다.





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【 붙임 】 1. 책 소개
2. 책 차례
3. 12인의 우수과학자 약력
《 붙임 1 》
『노벨상을 꿈꾸는 과학자들의 비밀노트』
소개 자료
세계 과학계의 난제를 푼 12인의 우리 과학자 이야기

지은이 한국과학재단∥신국판∥260쪽
ISBN 978-89-961701-0-5 (03400)∥교양과학․공학․청소년
펴낸곳 중앙에듀북스∥담당 한옥수


□ 교육과학기술부 선정 우수 과학자 12인의 과학 이야기!
우리는 흔히 ‘과학자’ 하면 외국의 유명한 과학자들을 떠올린다. 뛰어난 업적을 남기며 세계의 과학계를 움직이고 있는 훌륭한 우리나라 과학자들이 많은데 안타깝게도 사람들은 외국의 과학자부터 먼저 떠올리는 것이다.
이러한 때에 세계적으로 인정받고 있는 우리나라 과학자들의 이야기를 엮은 책이 출간되어 눈길을 끈다. 화제의 책은 「노벨상을 꿈꾸는 과학자들의 비밀노트」(한국과학재단 엮음, 중앙에듀북스 발행).
이 책에 소개된 12인의 과학자들은 <사이언스(Science)>, <네이처(Nature)>, <셀(Cell)> 등 세계 3대 과학 저널에 창의적인 연구 논문을 게재한 석학들이다.
이러한 세계적 권위의 과학 저널에 발표된 우리나라 과학자들의 연구 성과는 하루아침에 이루어진 것이 아니다. 모두가 오랜 시련과 고통을 이겨내고 정설처럼 굳어진 불가능의 한계를 극복한 놀라운 성과물들인 것이다. 그래서 이들은 교육과학기술부 우수 과학자로 선정되기도 하였다.

□ 세계적인 과학자를 꿈꾸는 청소년들에게 주는 희망의 메시지!
세계적으로 인정받은 연구결과들을 하나하나 살펴보면, 미래 세계를 한 차원 업그레이드시킬 수 있는 플라스틱 태양전지 개발(이광희, 광주과학기술원 신소재공학과 교수)을 비롯하여, 우리 인간의 신비한 의식(意識)의 발자취를 따라 그 흐름을 추적하여 밝혀내었고(이상훈, 서울대학교 심리학과 교수), 풀리지 않을 미스터리로 남아 있는 인간의 이타적 속성과 진화 과정을 규명(최정규, 경북대학교 경제통상학부 교수)하였으며, 지구온난화의 주범인 이산화탄소 잡는 플라스틱 분리막을 개발(이영무, 한양대학교 응용화공생명공학부 석학교수)하기도 하였다.
또한 생체분자 제어와 운동 측정 기술을 개발하여 생물물리 분야의 두 가지 난제를 해결(홍성철, 서울대학교 물리․천문학부 교수)하였으며, 그동안 베일에 가려 있던 AMPK 효소의 항암 기능을 규명하여 질병 없는 세상으로 한 걸음 나아가는 토대(정종경, 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 교수)를 만들었는가 하면, 식물 생체시계 메커니즘 연구의 신기원을 열기도(김외연, 경상대학교 환경생명과학 국가핵심연구센터 연구교수) 하였다.
그리고 선천성면역반응 활성화 메커니즘을 밝혀냈고(이지오, 한국과학기술원(KAIST) 화학과 교수), 세계 최초로 기억력 향상 단백질을 발견하여 기억 관련 질병 치료의 길을 열었으며(강봉균, 서울대학교 자연과학대학 생명과학부 교수), 암 치료에 획기적인 진전을 가져올 ‘맞춤약물요법’ 임상 실현의 발판을 마련(오정미, 서울대학교 약학대학 교수)하였고, 자연계에 없는 D-아미노산 생산기술 개발(김관묵, 이화여자대학교 나노과학부 교수)과 미개척 분자인 ‘쿠커비투릴’을 연구하여 초분자화학의 새 장을 활짝 열었다(김기문, 포항공과대학교 화학과 교수).
이와 같은 눈부신 성과들은 우리나라 과학자들의 꺼지지 않는 열정과 집념이 있기에 가능했다. 1%의 가능성만 있어도 도전하여 불가능하다고 여겨왔던 난제를 명쾌하게 해결한 우리나라 과학자들은 언제나 처음처럼 포기하지 않고 연구 과정을 즐기며 세계를 깜짝 놀라게 하고 있다.
□ 집념과 열정의 성공 스토리
그들은 “보이지 않는 현상을 끊임없이 들여다보라”고 말하며 “실패에 친숙해지고, 끊임없이 사고를 확장하고, 미래를 내다보며 자신의 길을 당당하게 선택하고 나아가라”고 강조한다. 또한 그들은 “그것이 곧 프로정신이고 경쟁력이며, 그러면 성공이라는 열매를 거둘 수 있다”고 입을 모은다.
과학은 모르는 길을 찾아가는 것이다. 왜냐하면 과학은 답이 없기 때문이다. 아니, 과학은 문제조차 없다. 스스로 늘 새로운 문제를 만들고, 그 문제의 답 또한 스스로 찾아야 한다. 그래서 과학자는 ‘창조의 예술가’다. 그리고 이것이 과학의 진정한 매력이며 재미다.
오늘도 우리나라 과학자들은 인류의 더 나은 미래를 위하여 실험실에서 온몸을 던져 연구에 매진하고 있다. 과학기술이 없으면 국가는 물론 인류의 행복도 없다는 마음으로 끊임없이 물음표를 던지고 그 답을 찾기 위해 순수한 열정을 바치고 있는 것이다. 과학자의 책무인 세상에 대한 기여를 다하며 자신의 연구를 진정으로 즐기는 우리나라 과학자들의 순수한 모습은 그래서 아름답다.
따라서 이 책은 세상을 더욱 풍요롭게 변화시킬 미래의 과학자를 꿈꾸는 우리 청소년들에게 참으로 밝은 희망의 메시지가 될 것이다. 묵묵히 자신만의 길을 걸으며 인류의 번영에 이바지하고 있는 우리나라 과학자들의 이야기는 감동의 메시지가 되어 가슴속 깊은 울림을 줄 것이다.





□ 우수과학자 연구 성과(요약)

○ 차세대 저가형 신재생 에너지 개발의 신기원을 열다
― 이광희 교수
금속성을 띠며 전기가 통하는 플라스틱을 세계 최초로 개발하여 2006년 <네이처>에 논문을 게재한 이광희 교수. 그로부터 1년 뒤인 2007년 7월, 이광희 교수는 <사이언스>에 ‘유기물을 이용한 플라스틱 태양전지’ 개발에 관한 논문을 게재하며 2연속 홈런을 쳤다. 연구원 김진영 박사와 2000년도 노벨상 수상자인 미국의 알란 히거(Alan J. Heeger) 박사와 함께 연구한 성과를 담고 있는 이 논문은 발표되자마자 국제학계의 비상한 관심을 끌었다. 세계 최고 성능의 유기물 플라스틱 태양전지 개발의 원천 기술을 개발하였다는 내용의 이 논문이 미래 에너지 문제를 해결해줄 한 줄기 빛과도 같았기 때문이다. 2006년 <네이처>에 발표한 논문이 차세대 저가형 신재생 에너지 개발의 서막이었다면 2007년 <사이언스>에 발표된 논문은 개발 단계로 진입하는 장도에 오른, 신기원의 첫 발이었다. <사이언스>는 이광희 교수팀의 논문을 게재하면서 “그 동안 플라스틱 태양전지 연구에서 가장 큰 난제였던 낮은 효율성 문제를 획기적으로 개선해 차세대 저가형 플라스틱 태양전지 상용화를 크게 앞당겼다”고 평가했다. 연이어 세계 최고의 과학저널에 논문을 발표한 이광희 교수는 유기물 태양전지의 세계적 권위자로, 자신의 철학이 담긴 연구를 통해 우리 인류의 미래상을 혁명적으로 변화시킬 업적을 남겼다.

○ 의식의 발자취를 따라 그 흐름을 추적하다
― 이상훈 교수
우리 인간의 ‘의식(意識)’은 어디에서 나오는 것일까? 다름 아닌 뇌이다. 그렇다면 의식 작용을 최종적으로 종합하고 명령을 내리는 의식의 최고 사령부는 어디고, 어떤 위계질서에 의해 작동하는 것일까? 그리고 과연 의식의 흐름은 관찰할 수 있을까? 그 해답은 2007년 8월 <네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience)> 지에 발표된 서울대 심리학과 이상훈 교수의 논문 “양안경쟁(兩眼競爭)의 기초를 이루는 시각피질들의 위계”에서 찾을 수 있다. 언뜻 보기에 골치 아플 것 같은 이 논문은 제목과는 달리 매우 재미있는 연구 결과를 담고 있다. 뇌 안에서 의식의 발자취를 따라 그 흐름을 추적하고 촬영까지 했기 때문이다.
우리 두 눈은 서로 조금 다른 이미지를 본다. 그리고 그 두 이미지가 매우 다를 때 시감각 의식(visual awareness)의 내용을 서로 차지하려고 경쟁한다. 경쟁의 승리자는 시간에 따라 계속해서 뒤바뀐다. 왼쪽 눈의 이미지가 보이다가 오른쪽 눈의 이미지가 보였다가 하는 것이다. 이를 양안경쟁(binocular rivalry)이라 한다. 양안경쟁이 진행되면서 시감각 의식의 내용이 변화하는 순간에 ‘지각적 전이파도’가 일어난다. 그리고 이러한 의식경험을 뒷받침하는 ‘신경적 전이파도’가 뇌의 어딘가에 일어날 것이다. 그러나 이러한 현상이 뇌의 어디에서 시작되며, 시각피질들 간의 상호작용이 어떠한 방식으로 이루어져 의식적 시각 경험으로 이어지는지는 수수께끼였다. 이 교수는 바로 이러한 질문의 답에 한 걸음 다가서는 연구결과를 발표하였다. 시각적 의식의 시공간적 변화를 조절하는 신경적 기작이 인간 뇌의 여러 위계적 시각피질 활동 간의 상호작용에 있음을 규명한 것이다.

○ 풀지 못한 미스터리, 이타성의 속성과 진화 과정을 규명하다
― 최정규 교수
2007년 10월 <사이언스>에 “자기집단중심적 이타성과 전쟁의 공동 진화”라는 논문을 발표하며 ‘이타성의 진화’가 ‘외부인에 대한 적대적 태도’와 결합함으로써 일어날 수 있다는 것을 게임이론에 적용시켜 보여준 최정규 교수. 그는 경제학자가 세계적 과학저널인 <사이언스>에 논문을 발표했다는 점에서 큰 관심과 함께 주목을 받고 있다.
연구 내용을 간단히 요약하면 이렇다. 인류 역사에 이타적 속성이 진화해 올 수 있었던 것은 이타적 속성이 외부인에 대한 적대(敵對)와 결합함으로써 가능했을 수도 있다는 것이다. 우리 인간은 자신이 속한 집단 구성원에게는 이타적이지만 외부인에게는 적대적 모습을 띠는 경향이 있다. 그런데 이 두 가지 속성, 즉 이타성과 외부인에 대한 적대성이 결합할 경우 전쟁에서 다른 집단을 이길 확률이 높아지는데, 이러한 집단 선택을 통해 이타성이 진화해 왔을 가능성이 크다는 것이다. 다시 말해 이타심이 자기집단중심주의(parochialism)와 만날 때 생존경쟁에서 살아남을 확률이 높아진다는 것을 경제이론의 하나인 게임이론을 통해 보인 것이다. 따라서 이 연구는 우리 시대에 일어나는 갈등의 원인에 대해 보다 근본적으로 탐구할 수 있는 길을 열었다고 볼 수 있다.
최 교수는 진화생물학에서 오랫동안 다루어왔던 이 주제를 경제학적 이론(게임이론)을 기반으로 분석했다. 그리고 경제학자로서는 흔치 않게 컴퓨터 시뮬레이션을 분석 도구로 이용했다. 더 나아가 이 연구는 인류의 역사에 대한 고고학적 연구 결과들을 적극적으로 통합시키려는 시도를 하고 있다는 점에서 최근 중요시되고 있는 학제간 융합연구의 훌륭한 본보기가 되고 있다.

○ 이산화탄소 잡는 플라스틱 분리막을 세계 최초로 개발하다
― 이영무 교수
플라스틱은 살아 있는 물질이라고 정의하는 이영무 교수. 그의 말처럼 플라스틱은 결코 죽은 물질이 아니라 살아 숨 쉬는 물질이다. 그리고 우리 몸도 알고 보면 플라스틱이다. 우리 몸을 이루고 있는 아미노산과 단백질이 고분자이므로 우리 몸은 플라스틱 소재로 이루어져 있는 것이다. 이 플라스틱으로 이영무 교수는 ‘이산화탄소(CO2) 잡는 플라스틱’을 세계 최초로 개발했다.
2007년 10월 <사이언스>에 기존의 분리막 소재에 비해 이산화탄소 분리 성능이 500배나 향상된 고분자 분리막을 개발했다는 내용을 담은 논문을 발표한 이영무 교수는 지구 온난화의 주범인 이산화탄소 온실가스를 획기적으로 감축시킬 연구를 한 것으로 평가된다. 또한 기존의 이산화탄소 회수기술의 한계를 뛰어넘는 차세대 원천기술을 확보할 수 있는 발판을 만든 쾌거로 평가된다.

○ 생물물리 분야의 두 가지 난제를 해결하다
― 홍성철 교수
생물물리학(biophysics)은 물리학을 생물학에 확대 적용하여 생명현상의 본질을 물리적 관점에서 연구하는 새로운 학문 영역으로, 최근 바이오산업의 발달과 함께 각광을 받고 있는 분야다. 특히 홍성철 교수의 연구 분야인 단일생체분자(single-biomolecule) 연구는 생명활동에 필수적인 생체분자를 이해함으로써 생명현상을 이해하고자 하는 연구 분야로 국제적으로 채용 경쟁이 치열한 신생 분야다. 이 같은 배경에서 서울대는 자연대의 특별채용 규정까지 고쳐가며 홍성철 교수를 특별 임용했다. 그리고 30대의 젊은 나이에 서울대에 교수로 임용된 홍성철 교수는 부임 1년 만인 2007년 10월 <사이언스>에 나노미터(nm, 10억분의 1m) 단위의 작은 생체분자 운동을 측정하고 제어할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다는 내용의 논문을 발표하였다. 또한 광학집게(optical tweezer) 기술과 단일분자프렛 기술을 결합하는 데 성공하여 이를 통해 ‘Holliday junction’라 불리는 DNA 분자의 형태 전이 메커니즘과 전이 상태를 규명했다. 이 연구는 세포 활동 등 생명현상을 이해하는 데 한 단계 진일보한 것으로, 생물물리 분야에서 두 가지 난제로 꼽히던 생체분자의 제어와 생체분자의 운동을 관찰할 수 있는 장비와 기술을 개발하였다는 데 큰 의의가 있다.

○ 베일에 가려 있던 AMPK 효소의 항암 기능을 규명하다
― 정종경 교수
앞으로 10년 후부터 은퇴할 때까지 아무도 연구를 하지 않는 희귀질환이나 유전병을 연구하여 질병의 고통을 뿌리 뽑고 싶다는 정종경 교수. 2006년 6월 <네이처>에 파킨슨병의 주 발병 원인을 규명한 논문을 발표한 이후 1년 만인 2007년 5월 암 치료를 위한 표적물질을 새롭게 증명한 논문을 <네이처>에 발표하는 쾌거를 이루며 세계적인 연구자 반열에 올랐다.
이번에 규명한 것은 AMPK 효소의 항암 기능이다. 당뇨와 비만 관련 유전자로 알려진 AMPK(AMP-activated kinase)는 세포 내 에너지 고갈시 농도가 증가하는 AMP라는 물질을 인식하여 그 활성이 증가하는 인산화 효소(단백질)이다. AMPK는 다른 여러 대사 관련 효소들을 직접 인산화시켜 그들의 활성을 조절함으로써 세포 내 에너지 밸런스와 영양분 대사 조절에 중추적인 역할을 한다. 그 AMPK가 세포 구조의 유지와 염색체 개수의 보존에 반드시 필요하다는 것을 증명한 것이다. <네이처>는 연구 성과의 중요성을 고려하여 속보판으로 논문을 공개하였으며, 연구의 주요 내용은 특허 출원되었다.

○ 선천성면역 연구 발전에 초석을 놓다
― 이지오 교수
2007년 9월, 학계의 시선을 단번에 사로잡은 논문 두 편이 생명과학 최고 권위지인 <셀>에 2주 간격으로 잇따라 게재되었다. 9월 7일에는 패혈증(敗血症)을 유발하는 단백질인 TLR4-MD2의 구조를 세계 최초로 규명한 논문이, 9월 21일에는 패혈증을 유발하는 다른 단백질인 TLR1-TLR2 복합체의 구조 및 작용 메커니즘을 최초로 규명한 논문이 발표된 것이다. 평생 한 번 논문을 게재하기도 힘든 세계 최고 권위의 과학 저널에 한 달 동안 두 번이나 우리나라 연구팀이 연이어 논문을 발표한 것이다. 그 주인공은 선천성면역 반응이 활성화되는 메커니즘을 규명한 한국과학기술원 화학과 이지오 교수 연구팀이었다.
두 번에 걸쳐 연이어 발표한 논문을 통해 이 교수팀은 세균 및 바이러스 감염에 대한 일차적 방어를 담당하는 TLR 단백질 구조를 세계 최초로 규명하고, TLR 단백질 복합체가 패혈증을 유발하는 과정을 밝혀냈다. 특히 패혈증을 유발하는 박테리아 독소들에 의하여 TLR 수용체가 활성화되는 메커니즘을 세계 최초로 규명한 것은 그 동안 불가능하다고 여겨왔던 난제를 명쾌하게 해결한 쾌거였다. 이는 이 분야의 연구에 돌파구를 마련한 것으로 평가된다.

○ 인류사에 획을 긋는 식물 생체시계 메커니즘을 규명하다
― 김외연 교수
빙하의 알라스카에 빨간 장미 정원을 만들 수 있을까? 벼가 자라지 않는 곳에 벼를 심어 수확을 할 수 있을까? 또 봄에 피는 꽃을 겨울에도 피어나게 할 수 있을까? 이 모든 것들이 곧 가능할지도 모른다. 어쩌면 향후 10년만 지나면 우리가 상상할 수 없는 세계가 멋지게 펼쳐질지도 모를 위대한 연구를 수행한 주인공은 경상대학교 환경생명과학 국가핵심연구센터(EB-NCRC, 센터장 이상열 교수) 소속 김외연 교수다.
김외연 교수는 2007년 8월, 세계적인 과학저널 <네이처> 온라인판에 “자이툴룹(ZEITLUPE)은 생체시계 조절 광수용체이며, 청색 빛을 인지하여 자이겐티아(GIGANTEA)에 의해 안정화된다”라는 다소 긴 제목의 논문을 발표, 식물의 생체시계 메커니즘 연구에 획기적인 기여를 하였다. 즉 식물의 생체시계 조절에 관여하는 유전자의 작동 메커니즘 중 하나를 세계 최초로 밝혀내며 향후 작물재배에 일대 혁명을 불러올 수도 있는 성과를 거둔 것이다. 한마디로 이 연구가 실용화 단계에 들어서면 알라스카에 장미 정원을 만들 수도 있고, 외국에서는 피지 않는 우리 꽃도 얼마든지 심어서 기를 수 있다. 또 벼를 심을 수 없어 식량이 부족한 나라에는 벼를 심어 수확을 할 수도 있고, 환경이 다른 지역에 알맞은 작물을 생산해낼 수도 있으며, 다양한 고부가가치 작물도 얼마든지 개발할 수 있다.

○ 세계 최초로 기억력 향상 단백질을 발견하다
― 강봉균 교수
우리 몸에는 기억력을 향상시킬 수 있는 다양한 기능의 단백질이 있다. 그리고 유전자 조절이 가능한 전사인자(Transcription Fact)들이 기억 능력을 조절한다. 유전자 조절을 가능케 하는 단백질들의 발현 조절로 전사인자들의 작용이 조절되고 그 결과 기억력을 조절하는 것이다. 즉 건망증은 물론 치매와 같은 질병을 치료하려면 기억력을 향상시킬 수 있는 단백질들의 기능과 메커니즘을 밝히면 되는 것이다. 그런데 원리만큼 문제는 간단하지 않다. 그것은 기억력을 향상시킬 수 있는 다양한 기능의 단백질을 그 동안 발견하지 못하고 있었기 때문이다. 하지만 이러한 문제도 이제는 과거가 되었다. 바로 서울대학교 자연과학대학 생명과학부 강봉균 교수의 연구 덕분이다.
강봉균 교수는 2007년 5월, 세계 최고의 생물학 관련 과학학술지 <셀>에 기억력을 향상시키는 단백질을 발견했다는 논문을 발표하여 치매, 정신지체 등 각종 뇌질환을 근본적으로 치료하는 방법을 찾기 위한 연구에 실마리를 제공하였다. 이 논문에서 강봉균 교수는 장기기억 형성에 중요한 새로운 단백질이 신경세포 내 학습신호를 핵 내로 전달하여 유전자 발현을 조절하고, 장기기억 형성을 위한 핵심적인 기능을 한다는 사실을 밝혀냈다. 즉 학습신호를 신경세포에 가할 경우 시냅스(Synapse)에서 핵으로 신호를 전달하는 역행성 ‘전령자’ 역할을 하는 단백질을 세계 최초로 발견한 것이다. 강봉균 교수는 이 단백질을 ‘CAMAP’으로 명명했다.

○ 암 치료에 획기적인 진전을 가져올 기반을 연구하다
― 오정미 교수
유전자의 특성은 사람마다 다르다. 그래서 동종동량의 약을 같은 방법으로 투여해도 환자마다 나타나는 효과는 다르다. 또한 약물에 대한 이상반응도 환자마다 다르게 나타난다. 그러나 유전자가 다르기 때문이라는 것만 알 뿐 그 동안 정확한 원인은 알 수 없었다. 환자마다 약이 다르게 반응하는 이 생체 메커니즘을 정확히 알 수 있다면 적절한 치료에 큰 도움이 될 것이 분명하다.
최근 이 문제에 관해 큰 진전이 있었다. 항암제 등을 투여하기 전에 환자에게 적합한지 여부를 사전에 검사할 수 있는 방법이 국내의 한 의학자에 의해 발견된 것이다. 그 주인공은 서울대 약대 오정미 교수. 오정미 교수는 “기질 특이성의 변화를 유발하는 MDR1 유전자의 침묵변이”라는 제목의 논문에 이러한 성과를 담아 2007년 1월 <사이언스>에 발표하였다. 즉 항암제 등을 투여하기 전에 환자에게 적합한지 여부를 사전에 검사할 수 있는 ‘맞춤약물치료’ 방법을 개발한 것이다. 이번 연구 결과를 활용하면 사전 검사를 통해 환자별로 특정 약물이 해로운지 이로운지를 알게 되어 투약을 조절할 수 있다. 환자 개개인의 유전자형에 따른 약물의 반응 및 이상반응을 예측하여 적절하게 투약하는 맞춤약물요법의 발판을 마련한 것이다.

○ 쿠커비투릴을 이용한 초분자화학의 새 장을 열다
― 김기문 교수
김기문 교수는 지난 2000년 쿠커비투릴 동족체의 합성과 분리에 대한 논문을 발표한 이후, 이를 응용하는 연구를 계속 수행하여 지금까지 약 60편의 논문을 세계적으로 가장 권위 있는 학술지에 발표하는 등 이 화합물을 이용한 초분자화학의 새 장을 열어가고 있다. 김기문 교수의 연구결과는 학문적으로 탁월한 업적으로 간주될 뿐만 아니라 궁극적으로 분리, 촉매, 센서, 약물전달 등에 응용할 수 있다. 또한 나노미터 크기의 분자소자를 개발하는 데도 유용할 것으로 기대되고 있다.
특히 김기문 교수는 원판형의 쿠커비투릴 유도체를 서로 이어서 속이 빈 나노 크기의 공을 만드는 데 성공하며 또 한 번의 획기적인 성과를 올렸다. 이는 다른 첨가제를 사용하거나 주형을 사용할 필요가 없는 나노캡슐 제조의 새로운 개념으로, 용매를 바꾸어주는 것만으로도 나노캡슐의 크기를 50~600나노미터까지 조절할 수 있는 획기적인 연구다. 이 연구결과는 2007년 2월 28일 에 ‘VIP 논문’으로 선정되어 4월호 커버스토리로 게재되었다. 또한 영국왕립화학회가 발행하는 <케미스트리 월드>는 2007년 3월호에서 이 연구결과를 “김 교수팀이 개발한 것처럼 주변 환경과 확실하게 상호작용할 수 있는 나노캡슐은 거의 알려져 있지 않았다”고 상세하게 보도하였다. 네이처 자매지인 <네이처 나노테크놀로지> 역시 3월호에서 “한국 포스텍의 연구자들이 주형이 필요치 않은 나노캡슐의 간단한 제조법을 제시했다”는 평가와 함께 ‘주목해야 할 연구’로 선정하였다. 그리고 <나노투데이> 4월호에 ‘주목할 연구결과’로 소개된 데 이어 등 관련 전문 저널 외에도 의학전문 저널인 등에서도 앞 다퉈 주요 기사로 상세하게 소개하였다.

○ 15조에 달하는 시장을 장악할 수 있는 D-아미노산 생산기술을 개발하다
― 김관묵 교수
자연계의 아미노산은 모두 L-형태로만 존재한다. 일반적으로 순수한 L-아미노산은 미생물 발효공법 또는 효소공법 등을 이용하여 비교적 값싸게 대량으로 얻을 수 있으나, 자연계에 존재하지 않는 D-아미노산을 얻기란 쉬운 일이 아니다. 그런데 D형 아미노산은 신약개발에 꼭 필요한 재료다. 특히 최근에는 피로회복제(음료수)나 다이어트 약품 등의 수요가 급증하면서 각광받고 있다. 하지만 D-아미노산을 얻으려면 공법이 까다롭고 경비가 많이 들어 대량으로 값싸게 제조하는 데는 많은 한계를 가지고 있다. 따라서 D형 아미노산을 쉽게 만드는 방법이 개발된다면 막대한 경제적 이익을 얻을 수가 있게 될 것이다. 이화여대 나노과학부에 재직하고 있는 김관묵 교수 연구팀은 바로 이 문제를 해결하였다.
김관묵 교수는 박테리아 세포벽에 있는 일라닌 라스메이즈 효소가 L-아미노산을 50% 가량 D-아미노산으로 전환시키는 특성에 착안하여 아미노산 분자구조에 ‘바이놀 유도체’라는 유기화합물을 첨가했다. 효소의 기본 구조를 가지면서 효율을 높일 수 있는 유기화합물을 개발한 것이다. 그리고 이 유기화합물을 이용하여 L-아미노산을 95% 이상 D-아미노산으로 변환시키는 매우 경제적인 방법을 찾아내는 데 성공했다. 이 방법은 자연계에 존재하는 L-아미노산을 자연계에 존재하지 않는 D-아미노산으로 바꾸어버리는 것으로, 이제까지 세계적으로 어느 누구도 성공하지 못한 새로운 방법이다. 이 방법은 기존의 효소공법에 비해 매우 간단한 공정으로 가능하며, 무엇보다도 다양한 아미노산에 쉽게 적용될 수 있다는 큰 장점을 갖고 있다. 이 연구는 2007년 1월 미국 화학회지인 에 속보로 처음 발표된 데 이어, 같은 달 26일 <사이언스>에 화학 분야 하이라이트로 게재되었다. 세계 최초로 개발된 D-아미노산 생산기술을 세계가 크게 주목하고 있는 것이다.




《 붙임 2 》

차 례

· 추천사 : 미지의 세계를 찾아 꿈과 희망을 펼치기를
- 김우식 / 전 부총리 겸 과학기술부 장관

· 책을 펴내며 : 과학자를 꿈꾸는 청소년들에게 주는 희망과 감동의 메시지
- 문형철 / 한국과학재단 혁신전략본부장

01 플라스틱 태양전지로 신세계를 꿈꾸다
- 이광희 / 광주과학기술원 신소재공학과 교수

02 신비한 의식의 흐름을 규명하다
- 이상훈 / 서울대학교 심리학과 교수

03 이타성의 진화, 그 비밀을 벗기다
- 최정규 / 경북대학교 경제통상학부 교수

04 플라스틱으로 지구온난화를 해결한다
- 이영무 / 한양대학교 응용화공생명공학부 석학교수

05 생체분자 제어와 운동 측정 기술을 개발하다
- 홍성철 / 서울대학교 물리․천문학부 교수

06 질병 없는 세상으로 한 걸음 나아가다
- 정종경 / 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 교수

07 선천성면역반응 활성화 메커니즘을 규명하다
- 이지오 / 한국과학기술원(KAIST) 화학과 교수

08 식물 생체시계 메커니즘 연구의 신기원을 열다
- 김외연 / 경상대학교 환경생명과학 국가핵심연구센터 연구교수

09 장기기억 형성에 대한 주요 메커니즘을 규명하다
- 강봉균 / 서울대학교 자연과학대학 생명과학부 교수

10 ‘맞춤약물요법’ 임상실현의 발판을 마련하다
- 오정미 / 서울대학교 약학대학 교수

11 쿠커비투릴, 한국에서 꽃을 피우다
- 김기문 / 포항공과대학교 화학과 교수

12 자연계에 없는 D-아미노산 생산기술을 개발하다
- 김관묵 / 이화여자대학교 나노과학부 교수
《 붙임 3 》

12인의 우수과학자 약력

■ 이광희
- 세계 최초로 전기가 통하는 순수 금속 특성의 플라스틱 개발, 2006년 5월 <네이처>에 논문 게재
- 유기물을 이용한 플라스틱 태양전지 개발, 2007년 7월 <사이언스>에 논문 게재
- 서울대 원자핵공학과, 한국과학기술원 물리학과, Univ. of Califnia-Santa Barbara 박사, 현재 광주과학기술원 신소재공학과 교수

■ 이상훈
- ‘양안경쟁(兩眼競爭)의 기초를 이루는 시각피질들의 위계’를 세계 최초로 규명, 2007년 8월 <네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience)>에 논문 게재
- 서울대 심리학과, Verbilt University 박사, Stanfd University 연구원, New Yk University 연구원, 현재 서울대학교 심리학과 교수

■ 최정규
- ‘자기집단중심적 이타성과 전쟁의 공동 진화’를 규명하며 ‘이타성의 진화’가 ‘외부인에 대한 적대적 태도’와 결합함으로써 일어날 수 있다는 것을 게임이론에 적용시켜 증명, 2007년 10월 <사이언스>에 논문 게재
- 서울대 경제학과, 매사추세츠 주립대학 박사, 현재 경북대 경제통상학부 교수

■ 이영무
- 기존의 분리막 소재에 비해 이산화탄소 분리 성능이 500배나 향상된 고분자 분리막을 개발하여 ‘이산화탄소(CO2) 잡는 플라스틱’을 세계 최초로 개발, 2007년 10월 <사이언스>에 논문 게재
- 한양대 고분자공학, Nth Carolina State University 박사, 미국 3M 연구소 선임연구원, 현재 한양대학교 응용화공생명공학부 석학교수, 국제학술지 <멤브레인 사이언스 저널(Journal of Membrane Science)> 에디터

■ 홍성철
- 나노미터 단위의 작은 생체분자 운동을 측정하고 제어할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발, 2007년 10월 <사이언스>에 논문 게재
- 서울대 물리학과 박사, 현재 서울대 물리․천문학부 교수

■ 정종경
- 파킨슨병의 주 발병 원인을 규명한 논문을 2006년 6월 <네이처>에 게재
- 암 치료를 위한 표적물질을 새롭게 증명한 논문을 2007년 5월 <네이처>에 게재
- 서울대학교 약학과, 하버드대학교 이학박사, 미국 다나파버 암센터 연구원, 하버드의과대학 연구원, 현재 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 교수

■ 이지오
- 패혈증(敗血症)을 유발하는 단백질인 TLR4-MD2의 구조를 세계 최초로 규명, 2007년 9월 7일 <셀>에 논문 게재
- 패혈증을 유발하는 단백질인 TLR1-TLR2 복합체의 구조 및 작용 메커니즘을 세계 최초로 규명, 2007년 9월 21일 <셀>에 논문 게재
- 서울대 화학과, Harvard University 박사, University of Maryl Baltime 교수, 현재 한국과학기술원(KAIST) 화학과 교수

■ 김외연
- 식물의 생체시계 조절에 관여하는 유전자의 작동 메커니즘 중 하나를 세계 최초로 밝혀내며 향후 작물재배에 일대 혁명을 불러올 수도 있는 성과를 거둠, 이를 2007년 8월 <네이처> 온라인판에 논문 게재
- 경상대 생화학과, 미 컬럼비아대학 박사 후 연구원, 미 오하이오 주립대학 박사 후 연구원, 현재 경상대 환경생명과학 국가핵심연구센터 연구교수

■ 강봉균
- 기억력을 향상시키는 단백질을 세계 최초로 발견하고 이 단백질을 ‘CAMAP’으로 명명, 2007년 5월 <셀>에 논문 게재
- 서울대, 미국 컬럼비아대학교 박사(신경생물학), 미국 컬럼비아대학교 신경생물학연구소 연구원, 현재 서울대학교 생명과학부 교수

■ 오정미
- 항암제 등을 투여하기 전에 환자에게 적합한지 여부를 사전에 검사하여 투여할 수 있는 ‘맞춤약물치료’ 방법을 개발, 2007년 1월 <사이언스>에 논문 게재
- Univ. of Texas at Austin 학사, Univ. of Maryl at Baltime 박사, 숙명여자대학교 교수, 현재 서울대 약대 약학과 교수

■ 김기문
- 원판형의 쿠커비투릴 유도체를 서로 이어서 속이 빈 나노 크기의 공을 만드는 데 성공하며 다른 첨가제를 사용하거나 주형을 사용할 필요가 없는 나노캡슐 제조의 새로운 개념을 제시, 2007년 2월 에 ‘VIP 논문’으로 선정 4월호 커버스토리로 게재
- 서울대학교 자연대 화학과, 한국과학기술원 화학과, 미국 스탠포드 대학 화학과(박사), 현재 포항공대 화학과 교수
- 1997년 ‘자랑스런 신한국인’ 선정, 1999년 대한화학회 학술상 수상, 2000년 이달의 과학기술자상 수상, 2001년 과학기술훈장 도약장 수상, 제3세계 과학아카데미상 수상, 2002년 한국과학상 수상, 2006년 호암상 수상, 2006년 ‘닮고 싶고 되고 싶은 과학기술인’에 선정, 한국과학기술 한림원 종신회원

■ 김관묵
- 세계 최초로 D-아미노산 생산기술을 개발, 2007년 1월 미국 화학회지 에 속보로 발표된 데 이어 같은 달 26일 <사이언스>에 화학 분야 하이라이트로 게재
- 서울대학교, KAIST 석사, 연세대학교 박사, 현재 이화여대 나노과학부 교수


참여 연구원 김관묵 교수 매일경제 기사관련
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