• 최종편집 2021-12-06(월)
 


[동포투데이 철민 기자] 플로로그: 중국이 ‘시크한’ 노벨상 획득은 결코 그리 멀지 않다. 과학은 피라미드 정상에 자리 잡은 자아도취의 도구가 아니고 노벨상이 위대한 것은 이 작업들이 역사에 기록되고  인간이 미래를 변화시킬 수 있도록 돕고 있기 때문이다.


최근 중국 언론에 따르면 지난 10월 초 인터넷 매체들은 국경일 경축을 제외하고는 노벨상 수상 결과와 관련 해석이 늘 중요한 자리를 차지하고 있다.


노벨상은 최고의 연구 성과에 대한 긍정이며 일반인에게 있어서 노벨상은 산정상에 서 있는 것 같으며 그 거리도 멀다. 사실 노벨상 연구 성과는 우리 개개인의 삶과 직결돼 있으며 소문 없이 우리의 삶을 바꾸고 있다.


아이들이 흔히 묻듯이 광합성이란 무엇이고 은하계 바깥은 또한 무엇일까? 그리고 어른들의 관심, 인간은 언제 암을 이겨낼 수 있을까? 이런 질문들은 흔히 노벨상 성과에서 답을 찾을 수 있다.


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유랑-지구서 우주의 기원으로


연초에 개봉된 중국산 SF영화 ‘유랑지구’가 팬들에게 스타 SF 열풍을 일으켰던 기억이 있을 것이다. 아이에게도, 어른에게도 깊고 신비한 우주는 모두 아주 매력적이다. 우리는 수많은 별을 바라볼 때 지구가 있는 망망한 우주에 얼마나 많은 비밀이 숨겨져 있는지 알고 싶어진다.


2019년 노벨 물리학상은 캐나다 계 미국인 과학자 제임스 피블스, 스위스 과학자 미셸 마요르, 스위스 과학자 디디에 퀼로즈 등 3명에게로 돌아갔다. 그들의 우주학 방면에서의 공헌을 표창한 것으로 우주에 대한 인간의 호기심은 어쩌면 좋은 설명일지도 모른다. 그렇다면 이 3명 과학자의 업무는 도대체 무엇이며 그들의 성과는 어떻게 우리가 우주를 이해하는 데 도움을 줄 수 있을까? 2019년 10월 26일 오후 머즈싸룽(墨子沙龙)과 싸이선생(赛先生)이 공동 주최한 2019년 노벨 물리학상, 화학상, 생리학 및 의학상의 과학보급 보고서 현장에는 중국과학기술대학의 차이푸(蔡一夫) 교수가 뒷얘기를 했다.


차이푸 교수가 보는 인간이 우주 탐사를 멈추지 않는 가장 원초적인 구동력은 인간이 어디에 있는지 알고 싶어하는 것이다. 우리는 우주의 진화, 그리고 지구가 우주에서 어떤 역할을 하는지 알고 싶어진다. 이런 궁금증은 고대 그리스 시대부터 지금까지 계속되고 있다.


2000여 년 전 고대 그리스의 철학자들은 자신의 관측에 철학적 사변을 더해 우주에 대한 견해를 내놓았다. 르네상스 이후 망원경을 빌려 코페르니쿠스는 명확하게 일심설을 제기했으며 뉴턴은 당시 과학자들의 일련의 학설과 오랜 천문 관측에 기초하여 뉴턴 역학 시스템을 성공적으로 수립하였다. 또한 천체의 운동 궤적을 비교적 정확하게 묘사할 수 있었으며 약 100년 전인 아인슈타인 시대에 이르러서는그가 제시한 좁은 의미의 상대성 이론과 넓은 의미의 상대성 이론은 우주 시공간 전반에 대한 인간의 견해와 인식을 완전히 뒤엎었다.


이와 동시에 미국의 천문 관측가 허블과 같은 실증적 관측 분야의 천문학 연구도 활발히 발전하였다. 망원경을 이용해 우리 이웃의 일부 은하들이 멀어져 가고 있음을 발견함으로써 우리의 우주는 팽창하는 것임을 밝혀냈다. 오늘날 우리가 알고 있는 우주학의 표준 이미지인 열대폭발 우주학설을 차츰 갖게 되었던 것이다.


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이번 보고서에서 차이푸 교수는 2019년 노벨상 수상자 3명의 작업을 접점으로 뒷이야기를 흥미진진하게 풀어냈다. 이들 과학자들은 끊임없이 우주의 진화 과정을 탐구하고 더 넓은 외계 행성을 찾아 인류가 인지할 수 있는 강역을 추진했다. 차이푸 교수는 “우리 인류는 우주에서는 먼지와 같이 작지만 우리가 만들어낸 고도의 문명, 그러나 우리 거대한 우주의 신비를 알 수 있다는 것은 내가 보기엔 우주에서는 가장 이해할 수 없는 일로 될 것이다”라고 했다.


기후변화에 대한 대응


우주의 신비가 멀게 느껴진다면 우리가 사는 환경은 우리 매 개인과 밀접하게 연관돼 있다. 올해 노벨 화학상은 존 구디너프(John B. Goodenough), M. 스탠리 위팅햄(M. Stanley Whittingham) 그리고 에게 돌아갔다. 아키라 요시노에게 돌아갔다. 리튬이온배터리 발전상을 표창한 것이다.


상하이 과학기술대학에서 온 린보오린(林柏霖) 교수는 이번 노벨상에 대한 이해를 공유했다. 즉 리튬이온 배터리는 이미 우리 생활에 매우 많은 응용프로그램을 가지고 있다. 특히 이동 단말기에는 휴대전화, 노트북 및 전기자동차가 포함되었기에 올해 리튬이온 배터리는 노벨상을 받을 수 있었다. 모바일 단말기 활용 외에도 리튬이온 배터리가 신에너지 에너지 저장 분야에서 강점을 보여 화석 에너지를 퇴출시키는 데 크게 도움이 된다고 한다.


근현대 산업혁명 이후 인류는 이산화탄소를 많이 배출하기 시작했다. 이산화탄소 농도가 급격히 상승하면서 빙하가 녹아 내리기 시작했으며 해수면 상승과 각종 극단적인 기후 현상이 뒤따르면서 지구온난화의 심각한 후폭풍이 점차 잦아들고 있다. 따라서 화석에너지를 점차 줄이다가 도태시키고 새로운 에너지를 찾는 것이 아주 자연스럽다. 신에너지 분야의 간헐적 병목 문제를 해결하려면 대규모 에너지 저장을 실현할 수 있는 효율적인 방법을 찾아야 한다.


린보오린 교수는 리튬이온 배터리가 신에너지 에너지저장 방면에서 잠재력이 기후변화에 대응하는 데 기여할 것으로 기대한다고 말했다. 리튬이온배터리가 올해 노벨 화학상을 수상한 것은 바로 ‘파리기후협정’의 시대적 배경이다. 이는 기후변화에 대한 국제사회와 과학계의 주류 공식이자 인문적 배려라고 린보오린 교수는 인정하였다.


기체가 산소의 변화를 감지하고 적응


사실 그윽한 우주, 변화하는 기후를 제외하면 과학과 일상생활의 가장 긴밀한 상관관계는 의학이다. 올해 노벨 생리의학상은 미국과 영국 출신의 3명 과학자인 윌리엄 카일린(William G. Kaelin Jr), 피터 랫클리프(Peter J. Ratcliffe)와 에게그레그 세멘자(Gregg L. Semenza)에게 수여됐다.


“세포가 산소의 가용성을 어떻게 감지하고 적응하는지 알아냈다”는 게 수상 이유였다.


이번 행사장에서 중국 상하이교통대학 의과대학의 왕팅 교수는 올해 노벨 생리학·의학상에 대한 해답을 내놓았다. 왕팅 교수는 혈액과 의사이자 올해 노벨 생리·의학상 수상자인 세멘자 교수의 박사 후보였다. 그는 ‘기체의 산소 변화 감지와 적응’이라는 과학보급 보고서를 전문적으로 가져왔다.


1995년 세멘자는 기체가 산소를 감지하는 데 중요한 인자인 히프(HIF), 즉 산소부족 유도인자를 발견, 산소 수준이 매우 높을 때 세포에는 HIF-1α가 거의 포함되지 않았고 산소 수준이 낮을 때 HIF-1α의 양이 증가되었다. EPO 유전자를 비롯해 히프 결합 DNA 세그먼트가 있는 다른 유전자를 결합해 조절할 수 있다. 하지만 산소 수준은 어떻게 히프원(HIF-1α)을 조절하는가? 케일린과 라트클리프는 중요한 결합단백질 하나를 겨냥했다.


정상 산소 수준에서는 히프원α의 두 특정 위치에 히프원α가 추가되고 저 산소 상태에서는 히프원α의 히드록시화가 억제된다는 사실을 알아냈다. HIF-1α의 유전자 활성화 기능이 산소의존성 하이드록시화 작용에 의해 조절되는 것이다. 올해 3명의 노벨상 수상자는 산소감지 메커니즘을 천명해 그 작동원리를 밝혀낸 것이다.


실제 생활에서 많은 심혈관 환자는 혈액과 산소 부족에 시달리며 심하면 심지어 생명을 위협한다. 기체가 어떻게 산소의 변화를 감지하고 적응하는지를 알게 되면, 우리는 세포의 산소 소모를 줄일 수 있도록 약물을 설계할 수 있고 유전자 기술을 결합하기도 한다. 선천적으로 심혈관의 발육이 좋지 않은 환자들은 치료를 받을 수 있을 것이다. 특히 종양 환자에게는 종양세포의 공양공여 메커니즘을 알아보면 약물과 치료수단을 설계해 종양세포 성장을 억제함에도 도움이 된다.


왕팅 교수는 의학연구의 목적은 생리와 병리 과정을 더 깊이 이해하고 궁극적으로 질병을 치료할 수 있는 데 있다고 지적했다.


과학에 대한 일반인의 애정은 자연에 대한 호기심에서 비롯되는 동시에 우리 인간 자체에 대한 사랑에서 비롯된다. 1998년 노벨 생리학·의학상 수상자인 루이스 이그너로는 “노벨상 수상의 어떤 과학적 발견도 방치돼서는 안 되며 그 혜택이 대중에게로 돌아가야 한다”고 말했다.그러고 보면 ‘시크한’ 노벨상은 멀리 있지 않고 사람들의 삶에 혜택으로 돌아오고 있다.


과학은 피라미드 정상에 자리 잡은 자아도취의 도구가 아니고 노벨상이 위대한 것은 이 작업들이 역사에 기록되고 인간이 미래를 변화시킬 수 있도록 돕고 있기 때문이다.

 

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노벨상, 우리의 삶을 어떻게 바꿀 수 있을까?
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