미생물학 인사이드 : 세상을 바꾼 과학자들

프랜시스, 소크, 그리고 버넷: 유정란에서 mRNA까지 독감을 방어하는 백신과 미생물학의 진화

올해 독감(influenza)은 예년보다 10주나 빠르게 유행하고 있어 독감백신 접종을 앞당겨야 한다는 언론보도가 있었습니다. 인류를 인플루엔자 바이러스로부터 보호해 온 독감 백신의 역사적 발전 과정을 프랭크 맥파레인 버넷, 토마스 프랜시스 주니어, 조너스 소크의 연구를 중심으로 정리합니다. 프롤로그: 독감 예방주사의 계절매년 찬 바람이 불기 시낙하는 계절이 다가오면 우리는 조금이라도 가격이 싼 병원을 찾아 독감 예방주사를 맞으며 다가올 겨울의 불청객인 독감을 막아내고 있습니다. 특히 올해는 이례적으로 이른 시기부터 호흡기 질환 환자가 급증하며 독감 유행주의보가 다른 해보다 훨씬 앞당겨 발령되는 등, 바이러스의 확산세가 예사롭지 않은 상황입니다. 현대의 제약 산업이 고도로 정제된 백신을 대량으로 생산하..

18세기 덴마크의 자연학자 오토 프리드리히 뮐러는 현미경을 통해 관찰되는 미세 생명체들에 과학적인 분류 체계를 도입한 최초의 인물입니다. 레벤후크가 미생물을 발견한 이후 100여년 동안 미생물들은 구분되는 기준없이 무질서하게 방치되어 있었습니다. 린네조차 형태 구분의 어려움을 이유로 분류를 포기했던 미생물에 오토 뮐러는 이명법을 적용했습니다. 흙탕물 속에 존재하는 미생물들의 형태와 운동 방식을 세밀하게 관찰하여 속(Genus)과 종(Species)으로 정리한 그의 저서는 현대 미생물학이 체계적으로 발전할 수 있는 토대가 되었습니다.프롤로그: 현미경 너머의 세계를 향한 오랜 지적 탐구미생물에 대한 사전 지식이나 명명에 대한 규칙조차 존재하지 않던 과거에 열악한 해상도를 가진 초창기 현미경에 의지해 미시세계..

미노루 시로타 박사는 예방의학의 선구자이자 세계 최초로 상업용 유산균 음료를 개발했습니다. 그는 20세기 초반의 열악한 위생 환경 속에서 감염병으로 목숨을 잃는 수많은 아이들을 구한 연구를 진행했습니다. 또한 위산과 담즙산에 파괴되지 않고 장까지 살아서 도달하는 특수 균주를 분리하는 과학적 성과이루었고, 나아가 이를 누구나 쉽게 섭취할 수 있는 대중적인 음료의 형태로 발전시켜 인류의 장 건강과 생명 연장에 기여했습니다. 야쿠르트 : 세계 최초의 상업용 유산균 음료초등학교때 TV에서 보았던 광고중 이 광고가 아직도 기억납니다. "담양 죽세공 마을, 할아버지도 힘이 솟고 대대로 장수하며 사는마을, 바로 야쿠르트가 꿈꾸는 곳입니다." 그리고 이 멘트로 광고가 마무리 됩니다. "이 작은 한 병에 건강의 소중..

캐리 멀리스가 발명한 중합효소 연쇄반응(PCR)은 현대 생명과학과 미생물학의 발전을 수십 년 앞당긴 혁명적인 기술입니다. 극미량의 DNA를 짧은 시간 안에 기하급수적으로 증폭시키는 이 기술은 오늘날 질병 진단, 유전체 분석, 법의학 등 광범위한 분야에 필수적인 도구로 확고하게 자리 잡았습니다. 그는 드라이브 도중 떠오른 영감을 바탕으로, 아주 적은 양의 DNA를 수백만 배로 증폭시킬 수 있는 복제 원리를 고안해냈습니다. 캐리 멀리스의 창의적인 발상은 미생물이라는 보이지 않는 세계를 누구나 읽을 수 있는 선명한 데이터로 변환시킨 분자 미생물학에 있어서의 혁명이었습니다.프롤로그: 보이지 않는 복사기학부시절엔 지금처럼 모든 것이 자동화된 키트로 나오던 시절이 아니었기에, 직접 배지를 만들고 균을 배양하며 아..

막스 델브뤼크는 물리학의 사고방식을 생물학에 도입하여 분자생물학이라는 새로운 학문을 개척한 인물입니다. 그는 양자역학을 전공한 물리학자였으나, 생명의 복제와 변이 과정을 물리적 법칙으로 설명하고자 하는 열망으로 미생물학 연구에 뛰어들었습니다. 특히 박테리아를 감염시키는 바이러스인 ‘박테리오파지’를 실험 모델로 삼아 유전 물질의 복제 기작을 연구하는 ‘파지 그룹’을 이끌었습니다. 살바도르 루리아와 함께 수행한 ‘유동 실험’을 통해 박테리아의 내성이 환경에 적응하는 과정이 아니라 무작위적인 돌연변이의 결과임을 통계적으로 증명했으며, 이 공로로 1969년 노벨 생리의학상을 수상했습니다.프롤로그: 두 학문의 경계에서 생명의 본질을 고민하다과거의 생물학이 단순히 자연계의 동식물을 수집하고 분류하며 그 형태를 묘사..

1952년 알프레드 허시(Alfred Hershey)와 마사 체이스(Martha Chase)가 수행한 박테리오파지 실험은 생명과학 역사에 있어 가장 중요한 전환점 중 하나로 손꼽힙니다. 당시 학계는 구조가 다채로운 단백질이 유전 물질일 것이라고 굳게 믿고 있었습니다. 두 과학자는 방사성 동위원소인 황(S-35)과 인(P-32)을 사용하여 박테리오파지의 외부 단백질 껍질과 내부 DNA를 각각 표지한 뒤 대장균에 감염시키는 독창적인 실험을 설계했습니다. 흔히 사용되는 주방용 믹서기를 활용해 바이러스 껍질을 세균에서 분리하고 방사성 동위원소를 확인한 결과, 대장균 내부로 들어가 유전 정보를 전달하는 물질은 단백질이 아니라 DNA임이 증명되었습니다. 이 연구는 유전학의 오랜 논쟁에 마침표를 찍고 분자생물학 시대..