DNA와 현대 생명과학
생명의 설계도가 분자 수준에서 읽히기 시작했다. 유전이 화학 구조로 설명되며 생물학이 정밀과학이 된 시대.
플레밍과 페니실린
알렉산더 플레밍이 오염된 세균 배양 접시에서 곰팡이가 세균을 죽이는 현상을 발견해 페니실린이라 이름 붙였다. 항생제 시대의 시작.
하나의 유전자-하나의 효소 가설
비들과 테이텀이 붉은빵곰팡이 X선 돌연변이 연구로 각 유전자가 정확히 하나의 효소를 지정한다는 가설을 제시했다.
루리아-델브뤼크 실험 — 돌연변이는 무작위다
루리아와 델브뤼크가 세균 집락 수의 통계적 분산을 분석해 돌연변이가 환경 자극이 아닌 무작위로 발생함을 실험으로 증명했다.
에이버리, 유전물질이 DNA임을 밝히다
오즈월드 에이버리와 동료들이 세균 형질전환 실험으로 유전 정보의 운반체가 단백질이 아닌 DNA임을 증명했다. DNA 구조 규명 경쟁의 방아쇠를 당겼다.
샤가프의 법칙
에르빈 샤가프가 다양한 생물의 DNA를 분석해 아데닌(A)=티민(T), 구아닌(G)=사이토신(C)이라는 염기 비율 법칙을 발견해, 이중나선 구조 발견의 결정적 단서를 제공했다.
전이인자(점핑 유전자) 발견
바버라 매클린톡이 옥수수 낟알 색 변이를 연구해 유전자가 염색체 위치를 이동할 수 있음을 발견했다. 당시 학계는 외면했지만 30년 뒤 노벨상을 받았다.
헬라 세포주 수립
헨리에타 랙스의 자궁경부암 세포가 최초의 '불멸' 인간 세포주(HeLa)로 배양됐다. 세포는 동의 없이 채취됐으나 이후 수십 년간 소아마비 백신·암 연구 등에 결정적으로 쓰였다.
허시·체이스 블렌더 실험
허시와 체이스가 방사성 동위원소로 표지한 박테리오파지 실험을 통해 유전물질이 단백질이 아닌 DNA임을 결정적으로 입증했다.
DNA 이중나선 구조
왓슨과 크릭이 프랭클린의 X선 사진을 결정적 단서로 DNA가 이중나선임을 밝혀, 유전의 물리적 정체를 드러냈다.
코른베르크의 DNA 중합효소 발견
아서 코른베르크가 대장균에서 DNA 중합효소 I을 분리해 시험관 안에서 DNA를 복제할 수 있음을 처음으로 증명했다.
크릭의 센트럴 도그마
프랜시스 크릭이 유전 정보는 DNA에서 RNA를 거쳐 단백질로 한 방향으로만 흐른다는 '센트럴 도그마'를 제안했다. 생명이 정보를 처리하는 방식의 통일 원리.
메셀슨-스탈 실험: 반보존적 복제 증명
매슈 메셀슨과 프랭클린 스탈이 질소 동위원소 추적 초원심분리 실험으로 DNA 복제가 각 가닥을 주형으로 삼는 반보존적 방식임을 결정적으로 증명했다.
오페론 모델 — 유전자 조절의 발견
프랑수아 자코브와 자크 모노가 대장균 실험으로 유전자가 켜지고 꺼지는 조절 메커니즘(오페론)을 발견하고 이론화했다.
유전 암호의 해독
마셜 니런버그와 하인리히 마테이가 세 개의 뉴클레오티드(코돈)가 어떤 아미노산에 대응하는지 처음으로 해독했다. 생명의 분자 언어를 번역하기 시작한 순간.
거던의 핵이식 실험
존 거던이 분화된 개구리 장 세포의 핵을 핵을 제거한 난자에 이식해 올챙이를 부화시켰다. 분화된 세포도 완전한 발생 정보를 간직한다는 것이 증명됐다.
역전사효소 발견
하워드 테민과 데이비드 볼티모어가 RNA를 주형으로 DNA를 합성하는 역전사효소를 독립적으로 발견해, 정보가 DNA→RNA→단백질로만 흐른다는 센트럴 도그마의 예외를 실증했다.
재조합 DNA 기술 — 유전공학의 탄생
허버트 보이어와 스탠리 코언이 서로 다른 생물의 DNA를 잘라 붙여 대장균 안에서 발현시키는 데 성공해 유전공학 산업의 문을 열었다.
쾰러·밀스테인의 단클론 항체 기술
게오르게스 쾰러와 세사르 밀스테인이 면역 B세포와 암세포를 융합한 하이브리도마로 단일 특이성 항체를 무한 생산하는 방법을 개발했다.
생어 DNA 염기서열 결정법
프레더릭 생어가 사슬 종결법(디데옥시 방법)으로 DNA의 염기 순서를 빠르고 정확하게 읽어내는 기술을 개발했다. 이후 인간 게놈 프로젝트의 핵심 기술이 됐다.
재조합 인간 인슐린 합성
제넨텍과 시티오브호프 연구팀이 인간 인슐린 유전자를 화학 합성해 대장균에 삽입·발현에 성공했다. 최초의 재조합 DNA 의약품이자 바이오의약 산업의 서막이었다.
프라이온 발견
스탠리 프루시너가 스크래피 병원체를 연구해 DNA·RNA 없이 단백질만으로 전염되는 새로운 감염 입자 '프라이온'을 제안했다.
멀리스와 PCR
캐리 멀리스가 DNA를 시험관 안에서 수십억 배 이상으로 증폭하는 PCR(중합효소 연쇄반응)을 발명했다. 유전자 연구·범죄 수사·감염병 진단을 바꾼 기술.
텔로머레이스 발견
엘리자베스 블랙번과 대학원생 캐럴 그레이더가 염색체 말단 텔로미어를 연장하는 효소 텔로머레이스를 발견해, 세포 노화와 암의 분자적 비밀을 함께 열었다.
복제 양 돌리 탄생
이언 윌머트 팀이 성체 양의 젖샘 세포를 이용한 체세포 복제 핵이식으로 돌리를 탄생시켰다. 포유류 체세포 복제의 첫 성공 사례다.
RNA 간섭(RNAi) 발견
앤드루 파이어와 크레이그 멜로가 이중가닥 RNA가 상보적 서열의 mRNA를 특이적으로 침묵시키는 RNA 간섭 현상을 선충 실험으로 밝혀, 유전자 발현 조절의 새 패러다임을 열었다.
인간 게놈 프로젝트 완료
13년에 걸친 6개국 국제 공동 연구로 인간 DNA 30억 염기쌍을 모두 해독했다. 생명의 완전한 설계도를 처음 손에 넣은 역사적 이정표.
유도만능줄기세포(iPS) 개발
야마나카 신야가 성체 쥐 섬유아세포에 4개의 전사인자(Oct4·Sox2·Klf4·c-Myc)를 도입해 배아줄기세포와 유사한 iPS 세포를 만들었다.
최초의 합성 게놈 생명체
크레이그 벤터 연구팀이 컴퓨터로 설계하고 화학으로 합성한 마이코플라즈마 게놈을 핵 제거 세포에 이식해 자기복제하는 최초의 합성 게놈 세포 JCVI-syn1.0을 탄생시켰다.
크리스퍼 유전자 가위
제니퍼 다우드나와 에마뉘엘 샤르팡티에가 세균의 면역 체계를 응용해 DNA를 정밀하게 자르고 편집하는 크리스퍼-Cas9을 개발했다. 2020년 노벨 화학상.
mRNA 백신 임상 성공
커리코 커털린과 드루 와이스먼의 변형 뉴클레오사이드 mRNA 기술을 토대로 개발된 코로나19 mRNA 백신이 대규모 임상에서 90% 이상의 효과를 보이며 긴급 승인됐다.