‘저온전자현미경’으로 생화학 새길 연 3인, 노벨화학상

올해 노벨화학상은 용액내 생체분자 구조 결정을 고화질로 영상화할 수 있는 '저온 전자 현미경(cryo-electron microscopy)'을 개발한 쟈크 두보쉐(Jacques Dubochet, 76) 스위스 로잔대 생물물리학과 교수 등 3명에 돌아갔다.

2017 노벨화학상 공동수상자(왼쪽부터) 자크 두보쉐 교수, 요아힘 프랭크 교수, 리처드 헨더슨 교수/사진=노벨위원회 홈페이지

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 4일(현지시간) 두보쉐 교수와 요아힘 프랑크(Joachim Frank, 77) 미국 콜럼비아대 생화학·분자생물학과 교수, 리처드 헨더슨(Richard Henderson, 72) 영국 케임브리지대 의학연구위원회 연구원 등 3명을 올해 화학상 수상자로 선정했다고 밝혔다.

노벨위원회는 이들이 개발한 저온 전자 현미경이 생체분자 이미지를 얻는 과정을 간소화하고, 이미지를 단순화해 관찰이 용이하도록 하는 등 생체분자의 고분자 구조 결정체를 연구하는 데 기여한 바가 크다며 수상의 이유를 이 같이 설명했다.

위원회 측은 “때론 과학의 돌파구는 눈에 보이지 않는 물체를 성공적으로 시각화할 때 찾아왔지만 생화학 지도는 여전히 어두운 영역에 머물러 있었다”며 “생체분자의 구조를 고해상도로 확인할 수 있게 한 저온 전자 현미경 기술은 생화학 분야의 연구가 새로운 시대에 들어설 수 있도록 한 혁명적 기술”이라고 밝혔다.

저온 전자 현미경은 바이러스 등이 포함된 현탁액(미세한 입자가 물에 섞여 걸쭉한 형태)을 엷은 막 형태로 편 뒤 생체분자 운동을 정지시키기 위해 급속 동결한 후 투과형 전자현미경으로 관찰하는 장비를 말한다.


기존 전자식 현미경은 전자빔을 이용한 탓에 관찰 대상물(생명체)을 훼손시키는 경우가 많았다. 이 때문에 죽은 생명체를 살피는 데에만 활용돼 연구의 범위가 제한적일 수 밖에 없었다.

헨더슨 교수는 지난 1990년, 전자현미경을 개조해 원자 단계의 단백질에서 3차원(D) 이미지를 얻는 데 성공했다. 두보쉐 교수는 전자현미경에 수분을 첨가, 생체 분자가 그 모습을 유지 가능토록 해 더 개선된 이미지를 얻도록 했다. 프랭크 교수는 이 기술을 보급하는 데 일조했다.

저온 전자 현미경은 2013년 원자 수준의 해상도에 도달했고, 이때 이후로 연구자들은 생체 분자의 입체 구조를 손쉽게 관찰할 수 있게 됐다.

저온 전자 현미경은 앞으로 지카 바이러스 등 난치병 치료를 위한 신약 개발 등에 공헌할 것으로 기대를 모은다.

이번 수상자들은 900만 크로나(약 12억6000만원)의 상금을 나눠 갖게 된다. 시상식은 노벨이 사망한 날인 12월 10일 스웨덴 스톡홀름에서 열린다.

한편, 태양전지 연구 외길을 걸어온 박남규(57) 성균관대 화학공학·고분자공학부 교수가 한국인 첫 노벨화학상 수상에 유력한 후보로 기대를 모았으나 아쉽게 실패했다. 박 교수는 지난달 20일, ‘노벨상 족집게’란 별칭을 얻는 미국 학술정보분석기업 클래리베이트애널리틱스(옛 톰슨로이터)가 가까운 장래에 노벨상을 받을 것으로 예상되는 연구자 22명 중 한명으로 포함돼 주목을 받았다.