김병동 서울대학교 식물생산과학부 명예교수의 행보가 화제다. 분자유전학의 세계적인 권위자인 김병동 교수는 오랜 세월을 식물 유전체 연구에 매진, 산업현장에 직접 적용 가능한 연구들을 수행하며 국내 및 세계 분자유전학의 발전을 선도해왔다.

황인상 기자 his@

김병동 교수는 저서인 <아직도 풀리지 않은 이중나선 구조의 비밀>(Foldback Intercoil DNA)에서 ‘꺾쇠호나선 진핵산’(FBI DNA)이라는 새로운 DNA구조를 최초로 발견, 전자현미경 사진과 공간 모형을 사용해 그 특징을 면밀히 서술한 후 기존 학설들을 이에 맞춰 재해석하여 세계적인 주목을 받고 있다. 김병동 교수를 만나 자세한 얘기를 들었다.

새로운 DNA구조인 꺽쇠호나선 진핵산 발견

▲ 김병동 명예교수

김병동 서울대학교 식물생산과학부 명예교수는 분자유전학의 국내 정착에 중추적 역할을 수행해온 선구자다. 분자유전학 분야에서는 세계적인 석학으로 손꼽히는 김 교수는 오랜 세월을 식물 유전체 연구에 매진하며 국내 및 세계 분자유전학의 발전을 선도해왔다. 분자유전학은 해당 식물이 변화하는 환경에 적응할 수 있는가와 우수형질이 고정되었는가를 유전자 수준에서 정확하게 예측할 수 있는 분자마커 기술, 우수 형질을 보유한 계통을 단기간에 확보할 수 있는 조직배양 기술, 특정 병해에 저항성 보유 여부를 진단해 볼 수 있는 병리검정 기술을 아우르는 학문이다.

분자유전학 분야에서 지금까지 100여 편이 넘는 논문 발표를 비롯해 적극적인 학문간 융합 연구 뿐 아니라 고급 연구 인력을 양성하는데 총력을 기울여 온 김병동 교수는 우리나라에서 노벨상에 가장 근접한 학자로 평가받고 있는 인물로, 국내 과학도들의 롤 모델이기도 하다. 이러한 김병동 교수의 꺾쇠호나선 진핵산의 발견은 유전체 정보를 활용하는 21세기 총체적 생명과학 시대에 새로운 발견의 돌파구를 여는 사안으로 평가받는다. 특히 그가 국내에서 2007년 출판한 DNA구조 리뷰논문과 2008년 출판한 책을 접한 외국 전문가들은 그 내용이 이제까지 세계적으로 진행되어 온 DNA 분자생물학의 핵심내용을 재검토해야 하는 중요한 사항들을 담고 있다고 판단하고 후속 연구에 많은 관심을 가지고 있다. 이에 세계 각국에서도 김 교수에게 끊임없이 러브콜을 보냈지만 김 교수는 국내에서 연구를 지속적으로 수행하고 싶다는 바람에서 지금까지 이를 단호히 거절해왔다. 하지만 국내에서는 아직 김 교수의 연구에 대해 별다른 움직임을 보이지 않고 있으며, 준비된 연구자 또한 거의 없고 김 교수의 연구를 이어받을 제자가 없어 좌초될 위기에 직면하자 결국 김 교수는 사안의 중요성을 감안해 국제적인 협력 요청에 응하기로 방향을 잡았다.

생명공학서 유전자가위 기술 중요성 커진다
서울대 농과대학 농학과를 졸업한 김병동 교수는 미국 로드아일랜드 주립대학 교수를 역임하고, 지난 1987년 서울대학교 교수로 부임했다. 이후 첨단 분자유전 연구를 고추 종자육종에 접목해 국제경쟁력을 확보하고자 농업기술개발센터 연구 사업을 시작한 그는 1999년 과학기술부와 과학재단이 지정하는 우수연구센터로 선정된 식물분자유전육종연구센터를 개소했다. 또 연구기자재의 절대적 부족을 근본적으로 해결하기 위해 끊임없이 노력한 끝에 IBRD 차관사업에서 총 6천만불 유치를 성사시키기도 했다. 뿐만 아니라 15년간 고추에 대한 집중 연구를 수행하며 세계 최초로 고추 열매 안에서 매운 성분의 원인물질인 캡사이신을 최종 합성하는 캡사이신 신세테이즈 효소의 유전자를 분리해냈으며, 고추 오렌지색 결정 유전자 발견, 고추 세포질웅성붙임 결정 유전자 분리, 세계 최초로 고추유전자은행인 ‘백라이브러리’의 제작 등의 성과를 거두며 국내 분자유전학의 위상을 제고했다.

특히 ‘캡사이신 신세테이즈’ 연구는 캡사이신의 항암, 진통, 항비만 등 약리효과가 입증되면서 예방의학은 물론 건강식품 산업을 종자산업과 체계적으로 접목하여 신성장동력으로 발전할 연결고리를 마련한 것으로 평가받는다. 김병동 교수는 “4차 산업혁명 시대에는 생명공학(BT)은 나노공학(NT), 정보공학(IT)과 접목한 융합산업체계로 발전하고, 그 변혁의 중심에는 총체유전체(게놈)학, 분자표지, 줄기세포, 유전자가위 등이 있다”며 “이중에서 특히 유전자가위 기술의 독보적인 실용성은 1980년대 유전공학혁명을 능가하는 규모로 제4차 산업혁명 규모로 발전할 것”이라고 전망했다. 김 교수는 유전자가위 기술이 희귀유전병, 난치병의 치료와 동·식물의 육종에 새로운 돌파구를 제공할 뿐만 아니라 FBI DNA(꺾쇠호나선 진핵산)에서 중요시하는 반복서열을 유전체 전반에 걸쳐 체계적으로 연구할 가능성을 제공할 것으로 내다보고 있다. 그는 “FBI DNA나 유전자가위 기술은 한국에서 출발했다”면서 “우리나라가 원천 과학기술 선도국가로 자리매김할 절호의 기회가 될 수 있다. 그렇게 되기 위해서는 중소국가인 한국은 치밀한 조직력과 정책적 기획력이 어느 때보다도 요구된다”고 촉구했다. NM