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[생리의학] 1946년 - 엑스선에 의한 돌연변이 발생의 발견(허먼 조지프 멀러)

작성일 2014-12-08
1946muller_medicine
  • 1890 ~ 1967
    허먼 조지프 멀러
    Hermann Joseph Muller
    미국의 유전학자. 컬럼비아 대학교 및 코넬 대학교에서 공부하였으며, 1912년에 1933년 노벨 생리•의학상 수상자이기도한 토머스 모건의 동물학 실험실에 들어가 연구하였다. 1916년에 박사학위를 취득한 뒤 컬럼비아 대학교를 거쳐 1920년에 텍사스 대학교 부교수로 임용되었으며, 1925년 정교수가 되었다. 1931년에 국립과학원 회원이 되었다. 1934년부터 1937년까지 소련에서 강의하였으며, 이후 영국 에든버러 대학교 등을 거쳐 1945년에 미국 인디애나 대학교 교수가 되었다. 엑스선을 통하여 유전자 복사 메커니즘과 돌연변이 과정을 발전시켜 유전학 및 여타 과학 분야의 발전에 기여하였다.

수상 업적

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1946 was awarded to Hermann J. Muller “for the discovery of the production of mutations by means of X-ray irradiation”. 1946년 노벨 생리의학상은 “엑스선에 의한 돌연변이 발생의 발견”으로 허먼 멀러에게 수여되었습니다.

수상 추천문

전하, 그리고 신사 숙녀 여러분. 아이들은 부모를 닮습니다. 부모의 두드러진 특징과 자세는 한 세대에서 다른 세대로 전달됩니다. 즉 세대 간에 전해 내려오는 특징은 인류의 역사가 시작된 후 내내 관심의 대상이었으며 호기심을 자극해 왔습니다. 이러한 세대 간 전달 현상을 설명하기 위해 여러 방법이 시도되었지만 우리는 주로 경험적•실험적인 방법으로 유전 이론을 발전시켜 왔습니다. 유전학은 이제 갓 정립된 활발한 학문입니다. 유전학에서 올해 1946년은 그레고어 멘델이 부모로부터 유전되는 특징에 대한 첫 번째 연구를 발표한 지 정확하게 80년이 되는 기념적인 해입니다. 멘델의 연구는 현대 유전학 연구의 시초가 되었지만 1866년 당시는 더 이상의 학문적 발달이 이루어지지 못했습니다. 멘델의 연구가 그 중요성을 인정받은 것은 20세기로 넘어온 이후였기 때문입니다. 그 사이에 생물과학에서는 많은 일들이 일어났습니다. 모든 생명체는 세포라는 비슷한 구조로 이루어져 있다는 개념이 정립되었고 식물과 동물 모두에서 세포의 일반적 구조 및 주요 특징들이 밝혀졌습니다. 특히, 세포분열의 복잡한 과정이 밝혀졌는데 모든 핵분열마다 세포핵에 존재하는 염색체가 정밀하게 이분되어 딸세포에게 전달된다는 것을 알게 되었습니다. 나아가서 부모로부터 각각 물려받은 두 개의 세포가 수정란 세포로 융합하는 수정 과정도 명료하게 규명되었습니다. 이 융합 과정을 거치면서 수정란은 부모의 성질을 물려받아 또 다른 성질을 갖는 완전한 유기체로 발달하는 것입니다. 수정란 세포는 세대 간에 전달되는 특징을 어떤 방식으로든 표현하며, 그것이 당장 표현되지 않는다 해도 새로운 유기체는 탄생과 함께 그 성질을 결정하는 어떤 인자들을 함유합니다. 이것을 유전인자 또는 유전자라고 부르는데 우리는 아직도 유전자에 관해 알지 못하는 것이 많습니다. 이 유전자는 유기체, 즉 사람의 발달을 유도하고 결정합니다. 예를 들어 한 동물의 종種을 구분짓는 특징은 매우 많으며 유전자의 수 또한 매우 많습니다. 그럼에도 불구하고 이 수많은 특징과 유전자는 작은 세포 안에 모두 존재합니다. 염색체는 유전자를 가지고 세포분열시 재배열되어 딸세포로 정확하게 이분됩니다. 그리고 딸세포는 성숙하면서 모체와 닮아 갑니다. 하지만 처음에 이 주장은 모호한 가설에 불과했으며 유전자는 실험적으로 연구될 수 있는 유형적인 것이라기보다는 철학적인 것으로 생각되었습니다. 그러나 1910년 모건 박사, 멀러` 박사, 브릿지 박사, 그리고 스터티번트 박사는 모건 박사의 주도로 유전학의 새로운 기초가 될 연구를 시작하였습니다. 그리고 모건 박사는 이 연구로 1933년 노벨상을 수상하였습니다. 이들의 연구로 유전자는 점차 실현되어 갔습니다. 모호하던 유전자 개념은 사라졌고 이제 유전자는 여러 실험 결과 연구 가능한 하나의 작은 세포 소기관으로 인식되었습니다. 그리고 이 소기관은 거대한 단백질 분자 같으면서도, 멀러 박사님의 말처럼 가장 단순한 형태의 바이러스를 닮아 있다고도 생각되었습니다. 유전자 개념은 생물학의 여러 기초적인 문제를 근본적으로 해결하였습니다. 여러 식물과 여러 종種의 동물들은 서로 다른 특징이 있습니다. 이런 특징들을 종합하면 각각의 종들을 구분할 수 있는 특징을 알 수 있습니다. 이런 특징은 유전자들의 협력 또는 조절 현상으로 나타나는 것입니다. 그러므로 어떤 식물이나 동물이 갖는 본질적인 종의 특징은 그 생명체가 나타내는 것이라기보다 유전자 구조로 결정된다는 말이 훨씬 설득력이 있습니다. 생명체가 번식하기 위해서는 일차적으로 각각의 부모로부터 한쪽씩 물려받은 유전 물질이 증가해야 합니다. 하지만 현대 진화론은 하등한 유기체에서 고등한 유기체로의 진화 과정을 통한 유전자 집단의 진보적인 변화를 포함합니다. 이것은 단순히 종의 수를 늘리기 위한 유전자 복사와는 또 다른 것입니다. 유전자 구조와 유전자 복사를 인위적으로 조작할 수 있는 가능성을 연구하거나 이 같은 인위적인 조작에 의한 유기체의 변화를 연구하는 것은 매우 흥미롭습니다. 멀러 박사님은 모건 박사의 연구진에 남아 수년 동안 이 연구에 몰두했습니다. 하지만 겉으로 보기에 무척 매력적인 이 연구는 매우 어려웠습니다. 20세기로 넘어오면서 우리는 유전체에 생긴 자발적인 변화가 그 생명체의 특징을 변화시킨다는 사실을 잘 알게 되었습니다. 이제 우리는 이와 같은 유전체의 변화로 여러 형태의 변화가 유발되며, 그중에는 유전자 장애를 일으키는 경우도 있다는 것도 알게 되었습니다. 하지만 이런 유전자 장애는 매우 드물게 나타납니다. 모건 박사가 소개한 초파리는 한 세대가 짧기 때문에 실험하기가 매우 용이했습니다. 그렇지만 수천 마리의 파리를 조사해도 돌연변이는 좀처럼 관찰되지 않았습니다. 멀러 박사님은 돌연변이 발생 빈도를 높이기 위해 많은 노력을 하였습니다. 그리고 마침내 매우 정확한 실험 방법을 개발하여 돌연변이의 발생 빈도를 정확하게 측정하는 데 성공하였습니다. 수년 동안 그는 여러 물질을 사용하여 돌연변이 발생을 연구한 결과, 엑스선을 조사하였을 때 수많은 돌연변이가 생긴다는 것을 발견하였고 이 연구로 박사님은 오늘 노벨상을 수상하게 되었습니다. 실제로 방사선을 조사한 파리의 새끼들은 거의 100퍼센트 돌연변이가 일어났습니다. 이것은 인위적인 조작으로 유전자가 변화될 수 있다는 것을 증명한 첫 연구 결과였습니다. 이 발견이 1927년에 논문으로 발표되면서 엄청난 파장을 불러일으켰습니다. 그리고 수많은 연구들이 다양한 방법으로 빠르게 진행되었습니다. 많은 연구자들이 방사선의 작용 메커니즘을 연구하였으며 멀러 박사님은 이 연구들을 주도해 나갔습니다. 이온화 방사선으로서 매우 단순화된 엑스선을 조사한다는 것은 폭발적인 에너지를 가진 아주 작은 물질을 유기체와 접촉시켜 그 에너지를 폭발시키는 것과 같습니다. 유기체에 조사된 작은 물질이 일으키는 폭발, 그 자체만으로도 세포 구조는 조각나고 배열은 흐트러지게 됩니다. 만약 이와 같은 폭발이 유전자와 가까운 곳에서 일어난다면 똑같은 현상이 일어나 유전자에 변형이 생기게 될 것입니다. 방사선으로 돌연변이가 생기는 것을 확인한 멀러 박사님의 연구는 유전학과 일반 생물학에 매우 중요한 것이었습니다. 실험유전학에서 가장 중요한 수단이 바로 유전자의 변형입니다. 자발적인 돌연변이를 응용한 모든 실험은 모건 박사의 가르침을 기반으로 합니다. 그리고 멀러 박사님은 드물게 나타나는 돌연변이 현상을 모든 실험실에서 간단하게 재현할 수 있는 방법을 발견하였고 이로 인해 유전학 연구는 매우 활발해졌습니다. 방사선 조사의 효과는 보편적으로 동일하기 때문에 간단한 바이러스나 박테리아는 물론, 가장 발달한 식물이나 포유동물에 이르기까지 모든 유기체 내에서 방사선에 의한 돌연변이를 관찰할 수 있습니다. 이와 같은 기술의 발전으로 유전학은 지난 20년 동안 놀랍고도 급격한 변화를 겪었습니다. 멀러 박사님은 유전자 복사 메커니즘과 돌연변이 과정을 새롭게 발견하였고 이는 다른 과학 분야에도 많은 영향을 주었습니다. 뿐만 아니라 멀러 박사님은 이 분야에서 끊임없이 연구를 진행하고 발전시켜 왔습니다. 돌연변이 발생 메커니즘이 많이 알려지기 시작하면서 이론유전학 외에도 수많은 연구가 활성화되었습니다. 그리고 우리는 이론적으로나 실질적으로 매우 중요한 결과들을 얻었습니다. 예를 들면 진화론, 물질 대사 연구, 의학과 관련된 여러 분야들, 특히 우생학과 일반적인 질병 이론 등입니다. 멀러 박사님의 영향을 받은 다양한 분야들은 모두 현대 생물학의 중요한 초석이 되었습니다. 그리고 멘델 박사님, 모건 박사님, 그리고 멀러 박사님, 이 세 분은 앞으로도 현대 유전학의 창시자로서 주목받게 될 것입니다. 멀러 박사님은 노벨상을 받는 이 연구에 그치지 않고 유전학의 발전을 위해 더욱 활발한 연구를 수행하고 있습니다. 적어도 30년 동안 그는 과학적인 연구뿐 아니라 이 분야의 열정적인 토론에서 항상 맨 앞자리에 있을 것입니다. 그리고 이와 같은 박사님의 활동은 앞으로 유전학 발전을 더욱 촉진할 수 있는 자극제가 될 것입니다. 알프레드 노벨 박사님은 가장 활동이 왕성한 연구자에게 노벨상이 수여되기를 원했습니다. 따라서 그 어느 때보다도 활동적이며 최고의 창조력을 발휘하고 있는 멀러 박사님은 노벨상을 수상할 자격이 충분합니다. 허먼 멀러 박사님. 과학 발전에 대한 당신의 공로를 인정하여 왕립 카롤린스카 연구소는 올해의 노벨 생리•의학상 수상자로 박사님을 선정하였습니다. 연구소를 대표해서 당신의 빛나는 업적에 대한 동료들의 따뜻한 축하를 전해드립니다. 이제 전하께서 시상하시겠습니다.
왕립 카롤린스카 연구소 교수위원회 T. 캐스펄슨
The Science Times
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