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“농업생명공학은 기초연구소재의 보물창고”
김병동 서울대학교 식물생산과학부 명예교수
2015년 06월 04일 (목) 23:27:40 황인상 전문기자 his@newsmaker.or.kr

한 나라 과학의 국제적 위상을 나타내는 단 하나의 지표로서 흔히 노벨상을 들고 있다. 현재 경제규모로 세계 10위권에 진입한 우리나라가 아직 과학 분야에서 노벨상 수상자가 없는 것은 참으로 아쉬운 대목이다.

황인상 기자 his@

최근 김병동 서울대학교 식물생산과학부 명예교수의 행보가 화제다. 김병동 교수는 고추연구로 캡사이신 합성유전자를 세계 최초로 밝혀낸 주인공으로 노벨상에 근접해 있는 세계적인 석학 중의 한 사람이다.

노벨상에 근접한 분자유전학 분야의 세계적 석학
   
▲ 김병동 교수
김병동 교수는 오랜 세월을 식물 유전체 연구에 매진하며 고부가가치의 새로운 종자를 만들고, 좋은 물질은 천연치료제로 보급하는데 방향을 설정하고 후학을 양성하며 국내 및 세계 분자유전학의 발전을 선도해왔다. 서울대 농과대학 농학과를 졸업한 김 교수는 미국 로드아일랜드 주립대학에서 교수생활 중 DNA구조에 관한 새로운 가설을 발전시켰다. 1987년 귀국한 그는 지난 15년 동안 고추를 집중 연구하여 고추의 매우 맛을 내며 항암, 진통 화합물인 ‘캡사이신’을 합성하는 유전자를 세계 최초로 확인하는데 성공했다. 이어 첨단 분자유전 연구를 고추 종자육종에 접목해 국제경쟁력을 확보하기 위해 농업기술개발센터 연구 사업을 시작하고 1999년 과학기술부와 과학재단이 지정하는 우수연구센터로 선정된 식물분자유전육종연구센터를 개소했다. 이후 식물 분자유전육종기술의 발전과 신종자 개발에 총력을 기울이며 우리나라가 고추관련 분야의 연구를 선도하는데 주도적 역할을 담당했다. 또한 식물분자유전육종연구센터에서 연구에 매진할 당시 센터는 900개 이상의 분자표지를 가지는 유전자지도를 제작, 고추의 우량형질을 조절하는 유전자를 분리하는 작업을 진행하면서 고추의 매운맛과 관련된 캡사이신 함량 관련 형질, 세균성점무늬병 저항성 형질과 관련된 분자표지 선발 등의 성과를 거뒀다. 15년 동안 고추를 집중 연구한 김 교수는 특히 세계 최초로 고추 열매 안에서 매운 맛의 원인물질인 캡사이신을 최종 합성하는 ‘캡사이신 신세테이즈’ 효소의 유전자를 분리하고, 고추 오렌지색 결정 유전자 발견, 고추 세포질웅성붙임 결정 유전자 분리, 고추유전자은행인 ‘백라이브러리’를 세계 최초로 제작하는 등 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 평가받고 있다. 김 교수는 또한 <아직도 풀리지 않은 이중나선 구조의 비밀 Foldback Intercoil DNA>라는 저서를 통해 ‘꺾쇠호나선 진핵산’(FBI DNA)이라는 새로운 DNA구조를 최초로 발견, 전자현미경 사진과 공간 모형을 사용해 그 특징을 면밀히 서술해냈다. 김 교수의 꺾쇠호나선 진핵산의 발견은 유전체 정보를 활용하는 21세기 총체적 생명과학 시대에 새로운 발견의 돌파구를 여는 사안으로 평가받는다. 특히 ‘생명의 설계도’라 할 수 있는 DNA에서 새로운 구조가 형성될 수 있다는 사실에, 아직도 미해결인 DNA복제, 전사, 재조합, 전이 등 구조와 기능의 분자수준 작동원리가 통일적으로 해결될 것으로 기대를 모으고 있다.

한국의 미래 이끌 과학인재 양성
   
김 교수가 지난 2012년에는 분당 중앙고에 국내 고교로서는 최초로 노벨상 수상자인 그럽스 교수를 초청, 특별 강연을 주최하게 했고 최근 제2차 3년간 협약을 체결, 한림원 소속 교수들이 릴레이로 방문 강연을 진행하고 있다.
지금까지 총 101편의 연구논문 출판, 다학제간의 협동연구 활성화, 국제경쟁력 고양은 물론 고급 연구 인력을 양성하는데 큰 공헌을 한 김병동 교수는 이러한 공로를 인정받아 국민훈장 석류장, 상록인 명예의 전당 등재, 상록연구대상 등을 수상하는 쾌거를 거두었다. 한국과학기술한림원의 감사를 역임 후 종신회원으로 활동 중인 김병동 교수는 최근 한국생화학회, 한국생물리학회, 한국분자세포생물학회, 한국유전체학회, 한국식물생명공학회 등 관련학회에 기조연설자로, 또 질문자로 참여하며 젊은 연구자들에게 새로운 분야에 대한 관심을 촉구하며 함께 연구 방법을 개척해나가는 중이다. 아울러 과학인재 양성을 위해 한림원 회원과 함께 중·고등학생들에게 과학 분야의 발전상을 제시하고, 학생들이 미래의 자화상을 그려 나갈 수 있도록 도우며 입시 교육에 지친 청소년들에게 멘토가 되어 주고 있다. 특히 지난 2012년에는 분당 중앙고에 국내 고교로서는 최초로 노벨상 수상자인 그럽스 교수를 초청, 특별 강연을 주최하게 했고 최근 제2차 3년간 협약을 체결, 한림원 소속 교수들이 릴레이로 방문 강연을 진행하고 있으며 이 사업은 주변 고등학교에도 파급되고 있다. 특히 2014년부터는 그가 위원장을 맡은 한림원 과학대중화위원회의 사업으로 전국적으로 확대 시행되고 있다. 김 교수는 “창조는 바로 지금까지 하지 않은 것을 도전하는 것에서 출발하는 것이다”며 “그간 겉보기에 웅장하고 화려한 제조업에 역량을 집중해왔다면, 이제는 분자생물학으로 대표되는 고등지식역량 육성에 노력을 기울여야 한다”고 촉구했다. 이어 “농업생명공학은 단순한 먹거리의 문제가 아니다”며 “이는 유전공학, 종자산업, 각종 식품산업과 제약산업 분야까지 연관되는 근간이며 기초연구 소재의 보물창고다. 바로 여기에서 창조가 시작되어야 한다”고 강조했다. NM

   
▲ 김 교수는 첨단 분자유전 연구를 고추 종자육종에 접목해 국제경쟁력을 확보하기 위해 농업기술개발센터 연구 사업을 시작하고 1999년 과학기술부와 과학재단이 지정하는 우수연구센터로 선정된 식물분자유전육종연구센터를 개소했다.

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