유전학 오디세이 9편: 단백질 신화의 붕괴
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1. 10년의 추적, 형질전환의 비밀을 찾아라
견고했던 ‘단백질 유전물질설’의 벽에 처음으로 금을 낸 것은 록펠러 연구소의 오즈월드 에이버리, 콜린 멕클레오드, 맥클린 멕카티였습니다.
그들은 1928년 프레더릭 그리피스가 발견한 기이한 현상,
즉 '형질전환 원리'에 매달렸습니다.
죽은 병원균이 살아있는 순한 균을 ‘킬러(병원성)’로 바꿔버리는 이 미스터리한 힘의 정체는 과연 무엇일까요?
이 질문에 답하기 위해 그들은 무려 10년이 넘는 세월을 바쳤습니다.
음... 이들이 사실은 거대한 아성에 도전한 거에요.
7편을 읽어보셨으면 아시겠지만 포버스 레빈이란 핵산 연구의 대가 기억나시죠?
이 분은 DNA의 성분 분석을 완벽하게 밝혀내셨지만 안타깝게도 테트라뉴클레오타이드란 가설을 내세우시고 유전물질은 핵산일 수 없고 단백질일 것이다라고 강력하게 주장했죠.
바로 이 포버스 레빈 박사는 이들이 속한 록펠러 연구소의 한참 선배로 함께 근무하고 있었고...... 거장이며 학문적 영향력을 발휘하고 있었죠.
이 연구를 개시했다는 것은 포버스 레빈 박사의 아성에 도전장을 내민 것과 다름 없는 거죠.
2. 범인은 단백질이 아니다: 완벽한 소거법
그들은 형질전환 능력을 가진 추출물에서 용의자들을 하나씩 지워나가는 ‘소거법’을 사용했습니다.
유전물질이 될 수 있는 생명체 물질들은 핵산, 단백질, 탄수화물 등이었어요. 다음 그림은 실험 방법을 설명한 것이에요.
실험1. 대조군 - 효소 처리 없음
그림: 열로 죽인 S 폐렴균 추출물을 R 폐렴균과 섞습니다.
결과: 배양 접시에 R 폐렴균과 S 폐렴균 콜로니가 모두 나타납니다.
의미: 아무런 효소 처리도 하지 않은 상태에서는 R 폐렴균 추출물 속의 어떤 물질이 R 폐렴균을 S 폐렴균으로 형질전환시켰음을 보여줍니다. (결과: S 폐렴균 출현)
실험 2. DNase 처리군 (DNase 처리)
그림: 열로 죽인 S 폐렴균 추출물에 DNase(DNA 분해 효소)를 첨가하여 DNA만 선택적으로 파괴한 후, R 폐렴균 와 섞습니다.
결과: 배양 접시에 R 폐렴균 콜로니만 나타납니다.
의미: DNA가 파괴되자 형질전환이 일어나지 않았습니다. 이는 DNA가 형질전환에 필수적인 물질임을 시사합니다. (결과: S 폐렴균 없음)
실험 3. Protease/RNase 처리군 (Protease/RNase 처리)
그림: 열로 죽인 S 폐렴균 추출물에 Protease(단백질 분해 효소) 또는 RNase(RNA 분해 효소)를 첨가하여 단백질이나 RNA를 파괴한 후, R 폐렴균과 섞습니다.
결과: 배양 접시에 R 폐렴균과 S 폐렴균 콜로니가 모두 나타납니다.
의미: 단백질이나 RNA가 파괴되어도 형질전환은 여전히 일어납니다. 이는 단백질과 RNA는 형질전환을 일으키는 물질이 아님을 보여줍니다. (결과: S 폐렴균 출현)
최종 결론
DNA가 형질전환 물질이다.
결론은 명확했습니다. DNA를 없애자 형질전환이 멈췄습니다. 즉, 정보를 전달하는 물질은 단백질이 아니라 DNA였던 것입니다.
3. 너무나 혁명적이라 외면 받은 진실 (1944)
1944년, 그들은 유전학의 역사를 뒤바꿀 기념비적인 논문을 발표합니다.
포버스 레빈박사는 1940년에 71세의 일기로 서거했습니다.
이들의 혁명적인 연구 결과를 보지도 못했습니다.
하지만 학계의 반응은 싸늘했습니다.
"유전 물질=단백질"이라는 믿음이 종교처럼 강했기 때문입니다. 비평가들은 "추출물에 남아있던 극미량의 단백질이 일으킨 작용일 것"이라며 억지를 부렸습니다.
심지어 발견 당사자인 에이버리조차 자신의 결과가 너무나 혁명적이었기에 조심스러울 수밖에 없었습니다.
그는 "이것은 유전자다!"라고 확언하는 대신, "디옥시리보스 핵산(DNA) 유형의 물질"이라는 신중한 표현을 쓰며 한발 물러서야 했습니다.
혹시 이것 때문에 노벨상을 놓쳤을지도 모릅니다.
진실이 밝혀졌지만, 세상이 그것을 받아들이기엔 아직 준비가 덜 되었던 것입니다.
다음 편에 진짜 마침표를 찍습니다!!!!!!!
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