김병동 서울대 식물생산과학부 명예교수의 행보가 화제다. 김 교수는 <아직도 풀리지 않은 이중나선 구조의 비밀>에서 ‘꺾쇠호나선 진핵산’(FBI DNA)이라는 새로운 DNA구조를 최초로 발견, 전자현미경 사진과 공간 모형을 사용해 그 특징을 면밀히 서술해냈다.

▲ 김병동 서울대 식물생산과학부 명예교수

김병동 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.

세계 최초로 ‘캡사이신’ 합성하는 유전자 확인
김병동 교수는 분자유전학을 한국에 정착시키기 위해 혼신의 힘을 기울여 온 세계적 석학이다. 오랜 세월을 식물 유전체 연구에 매진하며 고부가가치의 새로운 종자를 만들고, 좋은 물질은 천연치료제로 보급하는데 방향을 설정하고 후학을 양성한 국내 및 세계 분자유전학의 발전을 선도하고 있는 인물이다.

서울대 농과대학 농학과를 졸업한 김병동 교수는 미국 로드아일랜드 주립대학에서 교수생활 중 DNA구조에 관한 새로운 가설을 발전시켰다. 1987년 귀국한 그는 지난 15년 동안 고추를 집중연구하며 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 식물분자유전육종기술의 발전과 신종자 개발에 총력을 기울이며 우리나라가 고추관련 분야의 연구를 선도하는데 중추적 역할을 수행해왔다. 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, 세계 최초로 고추유전자은행인 ‘백라이브러리’를 제작하는 등 국내 분자유전학의 위상을 제고했다.

‘캡사이신 신세테이즈’ 연구는 캡사이신의 항암, 진통, 항비만 등 약리효과가 입증되면서 예방의학은 물론 신약개발 산업, 건강식품 산업을 종자산업과 체계적으로 접목하여 신성장동력으로 발전할 연결고리를 마련한 것으로 평가받고 있다. 이러한 공로를 인정받아 김 교수는 국민훈장 석류장, 상록인 명예의 전당 등재, 상록연구대상 등을 수상하는 쾌거를 거두었다.

이와 함께 식물분자유전육종기술의 발전과 신종자 개발에 총력을 기울인 그의 노력은 후학들에 의해 2012년부터 향후 10년간 20개 품목의 종자 품종을 개발하여 전략수출산업으로 키우기 위한 총예산 4,911억 원의 ‘골든 시드 프로젝트’를 추진하는 기반을 마련했다. 또 김 교수의 고추 캡사이신 합성유전자 연구는 그의 후임인 최도일 교수가 주관하여 2014년 3월 네이쳐 제네틱스에 발표한 고추유전체 논문에서 토마토, 담배 식물과의 비교유전체 연구로 꽃을 피웠다.

미래 산업 주도할 과학영재 육성에 총력
한국생화학회, 한국생물리학회, 한국분자세포생물학회, 한국유전체학회, 한국식물생명공학회 등 관련학회에 기조연설자로, 또 질문자로 참여하며 젊은 연구자들에게 새로운 분야에 대한 관심을 촉구하며 함께 연구 방법을 개척해나가고 있는 김병동 교수. 한국과학기술한림원의 감사를 역임하고 현재 종신회원으로 활동 중인 김 교수는 과학인재 양성을 위해 한림원 회원과 함께 중·고등학생들에게 과학 분야의 발전상을 제시하고, 학생들이 미래의자화상을 그려 나갈 수 있도록 도우며 입시 교육에 지친 청소년들에게 멘토 역할을 자청하고 있다.

특히 지난 2012년에는 분당 중앙고에 노벨상 수상자인 로버트 그럽스 교수를 초빙, 특별강연을 유치해 주목을 받기도 했다. 현재 한림과학기술한림원의 회원 교수들과 함께 4년째 강연을 이어나가고 있는 그는 올해 신설된 한림원 과학대중화위원회의 위원장으로 선출되었고, 교과부의 지원을 받아 한림원 회원이 전국 소외지역의 중·고등학교에 40회 출강하는 사업으로 그 범위를 넓혀가고 있다. 김병동 교수는 “세계 각국은 미래 산업을 주도할 과학영재의 육성과 확보를 위해 국가적 차원에서의 지원계획을 세워 의욕적으로 추진하고 있다”면서 “이제 국가 간의 벽이 무너지면서 지구촌은 유능한 인재들을 뺏고 빼앗기는 ‘총성 없는 전쟁’마저 진행되고 있다”며 “미래 국가경쟁력을 주도할 창의적 인재 양성을 위해 산학계와 정부의 끊임없는 관심과 노력이 필요하다”고 촉구했다. NM