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| [생명과학분야] 생명을계속 관찰한다 |
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2004/01/24 |
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대담*요시카와 신야/히메지공업대학 이학부 생명과학과 교수
나는 포스트게놈이라 불리는 최근의 생명과학의 경향에 상당한 저항을 느끼고 있습니다. 이것도 특허가 얽힌 돈벌위주로 흐를 위험성이 있고, 대단한 경쟁원리가 작용하기 때문에 가령, 단백질의 구조결정을 급하게 서두르는 일이 될 가능성이 있기 때문입니다. 이러한 사태는 진정한 의미에서 학문적 상황으로는 재미없을 것입니다.
◇시토크롬(동식물의 세포 안에서 호흡의 촉매 작용을 하는 물질)산화산소의 입자구조
나 자신 세상의 유행에 전혀 무관심하고, 오랫동안 세포속의 미토콘드리아(세포질 속의 호흡을 맡는 소기관(小器官); 독자적인 DNA를 가짐)의 중요성분, 시토크롬산화산소의 반응의 구조만을 연구해 왔습니다. 뭐 신선같은 것이죠. (웃음) 그래서, 1995년에 오사카대학 단백질연구소의 츠키하라 도미타케 교수와 함께 세계에서 최초로 소의 심장의 시토크롬산화산소의 입체구조를 해명했습니다.
시토크롬산화산소는 생물의 호흡에 중요한 움직임을 하는 막단백질입니다. 호흡은 일반 사람에게는 산소를 마시는 일이지만, 생물학에서는 「호흡」은 산소을 받아들여, 생물이 살아가기 위해 필요한 에너지의 근원인 ATP를 합성하는 것입니다. 근육을 움직이거나 사물을 보거나 생각할 수 있는 것은 모두 이 ATP의 에너지의 덕분입니다. 시토크롬산화산소는 이 에너지의 근원를 만들어 냅니다. 말하자면, 생명의 근간의 작용을 하는 단백질인 것입니다. 그러나 미토콘드리아의 막에 묻힌 이 산소를 떼어내 정제, 결정화하는 것은 많은 전문가가「대부분 상식밖이다」라고 비웃을 정도로 곤란한 일을 동반하는 것이었습니다.
이러한 작은 산소 하나에도 기가 멀어지는 듯한 연구의 역사가 있는 것입니다. 시토크롬산화산소를 발견한 것은 1920년대, 노벨상 학자인 윌 브록이지만, 그는「이 호흡산소를 세포로부터 순수하게 분리하는 것은 달의 돌을 가져오는 것보다 어렵다.」고 말했습니다. 그 곤란에 도전한 것이 나의 은사, 오사카대학의 奥貫一男선생입니다. 선생은「산소가 묻어있는 미토콘드리아의 막은 지방질이기 때문에, 어떤 종류의 비누를 사용하면, 막을 용해하고, 분리할 수 있다.」라는 아이디어를 내고 세계에서 최초로 시토크롬산화산소의 분리에 성공했습니다. 제2차세계대전이 시작한 1941년의 일입니다.
그후 61년에 奥貫 문하선생으로 나의 대선배인 米谷陸선생이 역시 분리하고 미결정화하는데까지 성공했습니다. 그런데 아쉽게도 결정이 충분히 크게되지 않았기 때문에, 시토크롬산화산소의 입체구조에는 결론을 내지 못했습니다. 그래서 나는「언젠가 이것을 더 자세하게 해명하자」고 결의했습니다. 그 후 77년경부터 결정화에 본격적으로 매달리기 시작했습니다.
다행히 약 17년후인 94년에 충분히 크게 질이 좋은 결정을 만드는데 성공했습니다. 그 결과 오사카단백질연구소•츠키하라교수와의 공동연구에 의해서 95년에 입체구조를 해명할 수가 있었습니다. 처음에 미•고든회의에서 발표했을 때 영향은 대단했습니다.
그 후에도 입체구조 결정의 정도를 점점 높여서 지금도 세계속의 다른 연구실의 추격을 허락하지 않고 있습니다. 구조결정의 정도가 올라가는 것에 대한 학문적인 의의는, 호흡에 의해서 ATP에너지가 합성되어 가는 반응의 순서를 보다 분명하게 알 수 있게 되었습니다.
◇생명의 본질에 다가가다
여기까지 보면 생물학과 화학은 융합합니다. 그것이 과학의 하나의 진보입니다. 정말 보다 깊게 알면 알수록 하느님이 만든 물건은 대단하다고 감격합니다.
다른 연구자로부터「단 하나의 연구에 몇 십년을 매달려도 아직도 할 것이 있는가」하고 듣지만, 나의 연구는 아직 끝은 없습니다. 다음의 과제로서 시토크롬산화산소를 수소이온이 통하는 동적 구조를 분명히 하고 싶습니다. 거기에는 적외선을 이용한 해석법이라면 잘 될 것 같다는 데까지는 알고 있습니다.
중국문학의 유명한 선생이 시•문학과 철학의 차이에 대해서 쓰고 있습니다. 철학은 인간이란 무엇인가 라는 질문을 최상단에 올려지만, 문학에서는 가령 들판에 핀 한 송이의 꽃을 보고「이쁘다」고 감격하고 계속보는 것입니다. 나는 시토크롬산화산소라는 몇 만개나 있는 단백질 속의 단 하나의 단백질의 움직임을 최선을 다해서 보고 있습니다. 그것은 한편의 시를 쓰는 듯한 것이라고 생각합니다. 틀림없이 나는 그러한 시적인 방법으로 생명의 본질에 다가가고 있는 기분도 듭니다.
대학의 교육연구에 대해서 가장 말하고 싶은 것은 경쟁원리가 너무지나치면 위험이 큰 연구는 하기 어렵게 된다는 것입니다. 나와 같은 느림보 연구자는 절대적으로 배척되기 마련입니다. (웃음)
단지 그 점에서는 우리 히메지공업대학은 독특한 교육환경이 있습니다. 12년 전 개교이래, 생물, 물리, 화학, 수학이라는 종래의 경계를 걷어 치우고「물질과학」과「생명과학」의 2가지 과학으로 나누고 있습니다. 학문은 경계영역으로부터 진보•발전해 온 것을 생각하면, 그 점이 독특한 시스템이라고 생각합니다.
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