과학저널 `네이처` 창간 150주년…인류史 바꾼 과학 연구들

↑ 1869년 11월 4일 발간된 과학저널 `네이처` 1호의 표지. [사진 제공 = 네이처]

세계적인 과학저널 '네이처'가 창간 150주년을 맞았다. 네이처는 4일(현지 시간) 150주년을 기념해 홈페이지에 그동안 네이처를 통해 발표된 다양한 분야의 연구 결과 중 세계 과학계의 과거와 현재, 미래를 엿볼 수 있는 대표적인 성과들을 소개했다. 네이처는 이날 "네이처의 첫 호는 1869년 11월 4일 발간됐다"며 "네이처의 역사는 지난 150년간 과학과 사회가 어떻게 변모해왔는지 보여 준다"고 밝혔다.
인류와 기원과 진화 역사에 가까이 다가간 연구 결과가 대표적이다. 1925년 호주의 고고학자인 레이몬트 다트는 아프리카에서 이전까지 알려져 있지 않았던 인류 종인 '오스트랄로 피테쿠스'의 화석을 발견했다고 네이처에 발표했다. 이 발견은 인류의 초기 진화에 대한 이해를 혁명적으로 변화시켰다. 실제로 이후 아프리카에서는 100만 건에 이르는 다양한 오스트랄로 피테쿠스의 화석 표본이 발견됐다.
인체의 비밀을 밝힌 연구도 눈에 띈다. 1953년 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭은 유전 정보를 다음 세대로 전달하는 물질인 DNA의 구조가 이중나선형이라는 내용의 논문을 DNA 구조를 그린 한 장의 그림과 함께 발표했다. 이로부터 9년 뒤 이들은 생물학계의 가장 중요한 수수께끼를 푼 공로를 인정받아 DNA의 구조를 밝히는데 기여한 또 다른 과학자 모리스 윌킨스와 함께 노벨 생리의학상을 수상했다.

↑ 1953년 영국의 생물학자 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭이 처음 제안한 DNA의 이중나선 구조. [사진 제공 = 네이처]

1958년 존 고든은 한번 분화된 세포를 다시 분화 전 상태로 되돌릴 수 있다는 것을 발견해 네이처에 발표했다. 아프리카 개구리의 세포를 재프로그래밍해 분화 이전 단계로 옮겨 올챙이의 세포로 만드는 데 성공했다. 이전까지는 분화는 돌이킬 수 없는 것으로 알려져 있었지만, 이들의 발견은 오늘날 '유도만능줄기(iPS)세포'를 비롯한 세포 재프로그래밍 분야의 기초를 닦았다. iPS세포는 피부 세포를 역분화시켜 배아줄기세포처럼 모든 종류의 세포로 분화할 수 있는 상태로 만든 줄기세포로, 각종 난치성 질환 치료와 이식용 장기 연구 등에 활용되고 있다.
네이처는 천문학계의 무대가 되기도 했다. 1995년 사제 지간인 미셸 마요르 스위스 제네바대 명예교수와 당시 대학원생이었던 디디에 쿠엘로 제네바대 명예교수는 프랑스 남부 천문대의 망원경을 이용해 태양계 외부에 있는 항성(별)의 밝기가 변하는 것을 관측해 최초로 태양과 같은 종류의 별(주계열성) 주변을 돌고 있는 외계행성을 발견했다. 이들이 발견한 행성은 지구로부터 50광년(1광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리·1광년은 약 9조4000억㎞) 떨어진 페가수스자리의 51번째 별을 공전하고 있는 가스형 행성으로 '페가수스 51b'라는 이름이 붙었다. 이들의 관측으로 태양계 밖에도 태양계 행성과 유사한 행성들이 무수히 많이 존재한다는 사실이 밝혀졌다.

↑ 올해 노벨 물리학상을 수상한 스위스 제네바대의 미셸 마요르 명예교수와 디디에 쿠엘로 교수가 1995년 발견한 `페가수스 51b`의 상상도. 이 행성은 태양계 밖에서 태양과 같은 유형의 별(주계열성) 주위를 공전하는 행성 중 최초로 발견했다. [사진 제공 = 유럽남방천문대]

소재 분야에서의 혁명적인 발견도 있었다. 1985년 미국 라이스대 연구진은 탄소 원자 60개가 육각형 20개와 오각형 12개로 이뤄진 축구공 모양으로 연결된 형태의 탄소 분자 '풀러렌(C60)'을 발견해 네이처에 발표했다. 이 분자는 향후 그래핀, 탄소나노튜브 같은 신소재와 나노 기술의 토대가 됐다. 버크민스터풀러렌을 발견한 해럴드 크로토와 로버트 컬, 리처드 스몰리 등 3인의 과학자는 1996년 노벨 화학상을 수상하기도 했다.
1992년에는 오늘날 수많은 다공성 물질의 합성을 가능케 한 화학반응 원리가 네이처에 발표됐다. 당시 크레스기 레오노비치는 다공성 물질의 합성을 위한 주형으로서 '미셸'이라고 불리는 원통형 분자 응집체를 사용할 수 있음을 밝혔다. 이 연구는 다공성 물질 연구를 폭발적으로 발전시켰다. 직경이 2㎚(나노미터·1㎚는 10억분의 1m) 미만인 균일한 기공을 갖는 결정성 규산화 알루미늄 화합물인 '제올라이트' 등 다공성 물질은 오랜 기간 석유 정제를 위한 촉매로 사용돼 왔고, 현재는 약물 전달체 등 의생명 분야에서도 다양한 다공성 물질을 응용하고 있다.
그 밖에 네이처는 기억을 삭제하거나 편집하는 기술의 발전사를 비롯해 남극 상공의 오존층 구멍 발견, 아인슈타인이 예측한 중력파 발견과 다중신호 천문학 시대의 개막, 후천적인 유전자 변화를 추적하는 후성 유전학의 진보, 기후변화 예측, 노화 연구의 발전, 유기 합성의 디지털화 등을 소개했다. 네이처는 오는 6일 오후 6시(한국시간 7일 새벽 3시) 150주년을 기념하는 라이브 방송을 할 예정이다.
[송경은 기자]