이번에 소개할 첫 콘텐츠는 노벨화학상을 수상한 캐리 멀리스 생화학자에 대해서 알아보며 캐리 멀리스 생화학자의 연구성과인 PCR에 대해서 알아보는 시간을 가져보겠습니다​.

노벨화학상이란 노벨상의 분야 중 하나로 노벨의 유언에 따라 화학 분야에서 중요한 발견이나 개발을 한 사람에게 수여하는 상을 의미하게 됩니다. 노벨화학상의 수상 분야로는 생화학에서 강세를 이루고 있는데요!

여기서 생화학이란? 화학(Chemistry)와 생물학(Biology)의 교집합적인 학문이라고 생각하시면 됩니다.

생화학 분야에서의 업적은 노벨화학상 뿐만이 아니라 노벨 생리학·의학상에서도 자주 수상되는 분야입니다.

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그럼 이번엔 노벨 화학상의 수상자인 캐리 멀리스(Kary B.Mullis) 생화학자를 소개 할게요.​

캐리 멀리스(Kary B. Mullis / 1994~2019) 생화학자님은 1993년에 노벨 화학상을 수상 하셨는데요. 이분은 미국 국적의 생화학자이십니다.

주요 연구 분야로 중합 효소 연쇄 반응을 이용한 DNA 증폭 기술이 있는데요. 이 기술이 바로 PCR입니다.

PCR이라고 하시면 여러분들이 근래 2년간 코로나 검사에서 많이 들어보셨을 텐데요. 이 PCR을 바로 캐리 멀리스씨가 개발하였으며 이 연구성과를 통해 노벨화학상을 수상하게 된 겁니다. 그럼 이 PCR이 무엇인지에 대해서 알아봐야겠지요?​

PCR(polymerase chain reaction)의 줄임말로 한국말로는 중합 효소 연쇄 반응이라고 불립니다.

이 기술은 DNA의 원하는 부분을 복제 및 증폭시키는 분자생물학적인 기술을 의마합니다. 이 기술의 장점으로는 양이 지극히 미량인 DNA 용액에서 연구자가 원하는 특정 DNA 단편만을 선택적으로 증폭시킬 수 있다는 점인데요. 이렇게 증폭시키는 데 필요한 시간도 매우 짧으며 과정도 단순하기 때문에 현재 의료, 범죄 수사, 생물의 분류 등의 DNA를 취급하는 직업 전반에서 중요한 역할을 담당하고 있다고 해도 과언이 아닙니다.

즉, 소량의 DNA로 원하는 특정한 부분을 선택적으로 짧은 시간 안에 증폭을 할 수 있다.

그럼 이 PCR이 어떻게 코로나 바이러스를 진달할 때 이용되는지 설명해 드리도록 하겠습니다.

PCR에도 다양한 방법이 존재하게 되는데 코로나 바이러스를 검사할 때 사용하는 방법은 실시간 역전사 중합 효소 연쇄 반응(Real time Reverse Transcrtiprion Polymerase Chain Reaction, RT PCR)이라는 방법을 이용하게 됩니다.

지금까지 이야기한 PCR과는 다르게 실시간(Real Time)과 역전사(Reverse Transcription)라는 용어가 앞에 붙게 되었는데요. 실시간이라는 용어가 붙게 된 이유는 간단합니다. 실시간으로 특정 DNA 부위를 반복적으로 합성한다는 의미에서 실시간이라는 용어가 앞에 붙게 되었습니다. 역전사라는 용어가 앞에 붙은 이유는 바로 코로나 바이러스에 있습니다.

바이러스에도 RNA 바이러스와 DNA 바이러스로 나뉘어 지게 되는데 코로나는 RNA 바이러스에 해당하는 바이러스입니다.

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잠깐 DNA와 RNA의 차이를 설명하자면 DNA는 이중나선 구조, RNA는 단일가닥으로 이루어져 있다는 분자 구조적 차이점과 구성하고 있는 핵산(nucleo acid)의 종류가 DNA는 디옥시리보핵산(Deoxyribonuleo acid), RNA는 리보핵산(Ribonuleic acid)으로 다르다는 점이 있습니다.

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PCR은 DNA를 복제 및 증폭시키는 기술입니다. 하지만 코로나바이러스는 DNA를 가지고 있지 않고 RNA를 가지고 있기 때문에 RNA를 DNA로 바꿔주는 역전사(Reverse Transcription)의 과정을 필요로하게 됩니다. 따라서 실시간 역전사 중합 효소 연쇄 반응이라 이야기하게 된다고 할 수 있습니다.

DNA가 RNA로 되는 과정 : 전사

RNA가 DNA로 되는 과정 : 역전사

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코로나 검사를 받으러 가게 되면 검체를 채취하게 되며 이것을 RT PCR로 DNA를 일정 횟수 이상으로 증폭을 시켜가며 바이러스가 탐지되는지 여부를 확인하게 됩니다. 만약 바이러스가 탐지 된다면 양성, 일정 횟수 이상 증폭시켜도 바이러스가 탐지되지 않는 다면 음성이라고 판단할 수 있는 것 입니다.​

이처럼 PCR은 다양한 분야에서 우리의 연구 또는 생활에 큰 도움을 주는 기술로 자리매김하였습니다. 캐리 멀리스 생화학자 분의 기술 발견과 지금까지 수많은 연구원 분들의 연구가 뒷받침 되었기 때문에 가능한 일이 아니었나 생각할 수 있는 부분이었습니다. PCR 기술처럼 우리에게 이로운 기술들을 한국화학연구원에서도 다양한 분야에서 연구를 진행하고 있습니다.