Directed Evolution으로 프랜시스 아널드가 노벨화학상을!!!

개천절에 학교에서 일하다 네이처 트위터 계정에서 노벨화학상 속보 보고 깜짝 포스팅을 합니다. 

네이처의 올해의 노벨 화학상 수상 뉴스

제가 깜놀한 이유는 프랜시스 아놀드 교수가 노벨상을 받았다는 소식 때문이죠. 그 공로는 당연히 directed evolution 때문입니다. directed evolution은 우리나라에서 주로 분자진화로 번역되죠. 자연선택에 의해서 오랜 기간 동안 일어나는 진화를 시험관에서 빨리 원하는 방향으로 유도한다는 의미입니다. 그 방법은 유전자의 변이를 만들어서 high-throughput screening (HTS)을 통해 원하는 단백질을 얻는 방법인데 아래 그림에서 보시다시피 Error-prone PCR 등으로 random mutation을 주거나 DNA shuffling을 이용해 유전자 서열을 뒤섞어 유전자 변이를 많이 얻어 그 중에서 새로운 특성을 갖는 단백질과 효소를 얻어내는 방법입니다.

노벨상 위원회에서 설명한 아놀드 교수의 업적

더 흥미로운 건 아놀드 교수와 같이 노벨상을 받은 죠지 스미스나 그렉 윈터는 phage display 기술로 받았다는 것이죠. Phage display는 바이러스인 박테리오페이지의 표면에 단백질을 퓨젼시켜 올리는 방법입니다. 그렇게 바이러스 겉 표면에 단백질을 올려 놓으면 그 단백질의 특성을 찾기가 쉬워지죠. 이게 바로 high-throughput screening (HTS)의 기본 방식 중 하나입니다. 

참 공교롭게도 제가 예전에 다니던 제노포커스라는 회사가 있는데 그 회사에선 directed evolution과 함께, 바이러스를 이용하는 phage display가 아니라 세균을 이용하는 bacterial cell surface display가 주요 기술이었습니다. 그래서 회사 내에 directed evolution팀(효소팀)과 display팀이 있었는데 실은 제가 directed evolution팀의 팀장이었답니다. 당시 디스플레이 팀장님은 지금 그 회사 사장님이시구요.^^  

찾아보니 제 블로그엔 10년도 넘은 옛날에 프란시스 아놀드 교수에 대해 잠깐 언급한 포스팅이 있네요. 거기엔 이렇게 썼네요. 젊었을 시절의 아놀드 교수 사진도 있구요.(사진을 보고 싶으시다면 위의 링크를 클릭!ㅎㅎ)

이 Cellulolytic enzymes의 연구자 대표로 소개된 연구자는 바로 프란시스 아놀드 (Francis Arnold)입니다. 프란시스 아놀드는 캘리포니아 공대 (칼텍)의 교수로서 분자 진화와 효소 연구에 있어서는 가히 독보적인 존재의 하나죠. 예전에 벤처기업이 있었을 때 아놀드 방에서 나오는 논문과 특허를 수집, 정리하는 것이 중요한 일의 하나였습니다. 

사실 지난 달에 2018 국제극한미생물학회에 가서 아놀드 교수에 대해 살짝 비판적인 대화를 하기도 했었는데, 아무튼 이번 결과로 단백질과 효소 연구하는 사람들은 기분이 좀 좋아질지 모르겠습니다.