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2016년 올해 노벨 생리의학, 물리, 화학 수상자들과 그들의 연구에 의미

    • • 2016년 올해 노벨 생리의학, 물리, 화학 수상자들과 그들의 연구에 의미

    노벨 생리의학상

    2016년 노벨 생리의학상 수상자 / 노벨위원회
     

    사진: 요시노리 오스미(도쿄공업대학) 교수

     

    올해는 세포의 자가 포식 현상을 일으키는 세포내의 쓰레기통, 오토파지의 대한 연구 결과로 일본 도쿄공업대학의 요시노리 오스미 교수가 단독 수상의 영예를 안았다.

     

    이로서, 일본은 3년 연속 노벨상 수상자 배출이라는 영예도 동시에 끌어안았다.

     

    단독수상은 매우 이례적인 일로, 노벨 위원회의 이번 수상자 결정도 매우 파격적인 결정이었다.

     

    그의 연구의 의미는 최근 발표된 수천편의 논문에서 파킨슨병 및 신경 질환의 치료법과 예방법을 개발할 수 있다고 여겨진다.

     

    신경 질환에서 오토파지를 발생시키는 유전자의 역할과 메커니즘이 파킨슨병과 같은 신경질환에 매우 깊게 관여하고 있다고 파악되고 보고되고 있기 때문이다.

     

    대표논문: Mizushima, N., Noda, T., Yoshimori, T., Tanaka, Y., Ishii, T., George, M. D., ... & Ohsumi, Y. (1998). A protein conjugation system essential for autophagy. Nature, 395(6700), 395-398.

     

     

    노벨 물리학상

     

    2016년 노벨 물리학상 수상자 / 노벨위원회
     

    사진: 데이비드 사울레스(워싱턴대), 마이클 코스털리츠 (프린스턴대), 던컨 홀데인 (브라운대) 교수

     

    올해는 양자의 극저온 상태에서 2차원 환경의 위상적 상전이와 위상적 상 전환 현상에 대해 발견한 공로로, 워싱턴 대학의 데이비드 사울레스 교수(82) 2명에게 수상의 영광이 돌아갔다. 양자 컴퓨터 개발과 활용 및 전자공학 발전에 기여했다고, 스웨덴 왕립과학회의 그 선정 의미에 대해 관련 전문가들이 분석했다.

     

    이로서, 미국과 영국의 초전도체 및 양자역학 기초연구의 우수성을 재 입증한 셈이다.

     

    그들의 연구의 의미는 양자 컴퓨터 개발의 기초 이론을 확립한 것이다. 물질 혹은 양자의 상전이가 온도 등의 환경에 따라서 물질에 위상적 상전이와 위상적 상의 초전도성 혹은 초유체성이 극저온에서는 일어나지만, 고온에서는 점차 사라지는 현상을 이용하면, 양자 컴퓨터의 정보 저장 및 에너지 활용 체계의 효율을 극대화 시킬 수 있다. 당시 1973년에는 2차원 평면에서 이런 현상이 나타날 수 없다고 생각했지만, 2차원에서 일어나는 이런 상전이에 그들의 이름을 붙이며, 초전도체에서 상전이 위상 변환을 응용하여 전력 소모 효율을 최대로 끌어올릴 수 있는 전기 효율 시스템 개발 및 양자 컴퓨터 개발의 기초 이론으로 활용가능하다. 이 연구를 바탕으로 올해 사울레스와 코스털리츠와 함께 공동수상의 영예를 안은 홀데인은 전도성은 정수 배로 증가하는 것을 밝혀냈고, 1차원에 가까운 끈 형태에서 같은 현상을 발견함으로 이들의 연구 결과는 아직 적용 단계까지 가려면 상당한 시행착오가 필요하지만, 전자공학과 양자역학 발전에 큰 기여를 한 공로로 그 선정에 의미가 있다.

    (인용: http://www.huffingtonpost.kr/2016/10/04/story_n_12329044.html)

     

    대표논문: Kosterlitz, J. M., & Thouless, D. J. (1973). Ordering, metastability and phase transitions in two-dimensional systems. Journal of Physics C: Solid State Physics, 6(7), 1181.

     

    Haldane, F. D. M. (1983). Nonlinear field theory of large-spin Heisenberg antiferromagnets: semiclassically quantized solitons of the one-dimensional easy-axis Néel state. Physical Review Letters, 50(15), 1153.

     

    노벨 화학상

     

    2016년 노벨 화학상 수상자 / 노벨위원회
     

    사진: 장피에르 소바주(스트라스부르대), 프레이저 스토더트(노스웨스턴대), 베르나르트 페링아(흐로닝언대) 교수

     

    올해는 프랑스 스트라스부르대의 장피에르 소바주(72) 교수외 2명이 노벨 화학상의 영예를 안았다. 스웨덴 왕립과학회는 초분자체를 이용해 분자기계를 구현할 수 있는 원리를 발견하고, 직접 만들어, 분자를 기계처럼 활용할 수 있도록 화학에 새 장을 열었다는 이유로 선정 이유를 밝혔다.

     

    이로서, 프랑스, 미국, 네덜란드의 명예를 드높였고, 눈에 보이지도 않고 마음대로 조절하기도 힘든 분자를 눈에 보이는 것처럼 조립할 수 있고 사람이 분자를 조절할 수 있는 차원으로 화학에 새 장을 열었다.

     

    그들의 연구의 의미는 분자를 활용하기 위해 에너지를 운동으로 직접 변환할 수 있는 기계운동의 원리를 분자 수준에서 정교하게 구현하고 제어하며 관찰할 수 있는 새로운 형태의 분자 시스템을 이용해 분자 기계를 만들고 발전시킨 것이다. 소바주는 두 개의 고리 모양 분자가 서로 얽혀 있는 카테네인이라는 분자기계를 처음 만들었으며, 스토더트는 1991년 막대 모양의 분자와 고리 모양 분자를 서로 결합시켜 컴퓨터 칩처럼 스위치로 쓸 수 있는 구조를 만들어 로탁세인이라 이름 붙였다. 페링아는 더 나아가 1999년 엘리베이터처럼 오르락내리락하거나 근육처럼 접었다 펼쳤다 하는 분자 모터를 개발했다. 이들 기계는 0.1~10나노미터(1나노미터는 10억분의 1미터) 크기다. 이들의 연구 결과는 분자 기계로 약물의 확산을 화학적 수준에서 제어하여, 약물 전달, 신경물질 전달 등에 응용될 수 있으며, 주 적용 범위 중 하나는 항암치료 혹은 표적 약물 치료제 개발 및 희귀병 약물치료의 분자기계 수준에서의 전달범위 조절 등으로 압축할 수 있다.

    (인용: http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/764337.html)

     

    대표논문: Sauvage, J. P. (1998). Transition metal-containing rotaxanes and catenanes in motion: toward molecular machines and motors. Accounts of chemical research, 31(10), 611-619.

     

    Dietrich-Buchecker, C. O., Sauvage, J. P., & Kintzinger, J. P. (1983). Une nouvelle famille de molecules: les metallo-catenanes. Tetrahedron letters, 24(46), 5095-5098.

     

    Philp, D., & Stoddart, J. F. (1991). Self-assembly in organic synthesis. Synlett, 1991(07), 445-458.

     

    Koumura, N., Zijlstra, R. W., van Delden, R. A., Harada, N., & Feringa, B. L. (1999). Light-driven monodirectional molecular rotor. Nature, 401(6749), 152-155.

    김사부 의학전문기자 hanjun0916@hanmail.net
    안녕하세요? 조한준 의학전문기자입니다.

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