논문 잘내는 10가지 방법

몇년 전 번역해둔 것 재활용. 

PLOS Computational Biology 에 실린 학술논문을 잘 내기 위한 10가지 규칙. 대충 의역.

1.’매일 아침 산에 올라가 ‘사~이~언~스’ 를 외친다’ 

2.’연구 과정에 별 개입하지도 않고 내용도 모르는 사람을 저자에 왕창 넣어준다’

3. ‘친분이 있는 대중 매스컴 기자를 잘 꼬시고 취재비를 대준다’ 

4. ‘과학자가 아닌 사람들이 모인 자리에만 집중적으로 나가서 영업활동을 잘한다’ 

5. 데이터가 불확실할 경우 병원에 수염기르고 드러눕는다

저기여 잼없거든염?

 

Ten Simple Rules For Getting Published

Philip E Bourne 제이슨 본과는 아무 인척 관계 없으심

규칙 1 : (남의) 논문을 많이 읽고 그 논문에서 많이 배워라.

논문을 비판적으로 읽는 버릇은 일찍부터 들이는 것이 좋다. 실험실에서 논문을 읽고 세미나하는 저널클럽 같은 것을 잘 이용하는 것이 좋다. 매일 최소한 2건의 논문을 자세히 읽고 (당신이 하는 연구분야 이외의 것도 읽어라. 아님 본 블로그의 논읽남 코너라도 눈팅을 하든지) 읽은 논문의 질적 수준에 대해서 생각해 보는 것이 좋다. 이렇게 하면 할수록 자신의 연구결과도 보다 객관적으로 볼 수 있는 시각을 기를 수 있다는 장점이 있다.  날밤새면서 월화수목금금금 고생하며 실험 또는 분석한 후에 나온 자신의 결과는 ‘세상의 아무도 못한 기가 막히게 훌륭한 최고의 연구결과’ 라고 믿기가 쉬운데, 사실 그럴 가능성은 별로 없기 때문이다. 쿨한걸 그리고 더 문제는 당신 지도교수도 똑같은  함정에 빠질 가능성이 있다는 것이다.

규칙 2 : 당신의 결과에 대해서 보다 객관적일수록, 당신 결과는 점점 좋아진다.

애석한 일이지만 자신의 연구결과를 결코 객관적으로 보지 못하는 과학자들도 분명히 있고, 그런 사람들은 절.대.로. ‘최고과학자’는 되지 못한다. ‘최고존엄’은 되나? 가능한 빨리 ‘객관성’ 을 배워라. 논문 심사를 하는 에디터 및 리뷰어들은 ‘객관성’ 을 가지고 있다. 그리고 객관적으로 사람 물먹이는 악취미도 가지고있지

규칙 3 : 좋은 에디터와 리뷰어는 당신의 연구결과를 객관적으로 볼 것이다.

저널의 편집진에 누가 있는지만 보면 내가 낸 논문이 어떻게 리뷰될 것인지는 짐작 가능하다. 한번 투고하려고 하는 저널의 편집장이 누구인지 한번 봐라. 훌륭한 에디터는 매우 까다롭지만, 동시에 좋은 리뷰를 해 줄 것이다. 저널에 원고를 보내기 이전에 논문의 질을 높이는 데 최선을 다해라. 이상적인 경우라면 논문 리뷰 과정을 통해서 논문은 점점 좋아질 것이다. 그렇지만 리뷰어들은 논문에 근본적인 결함이 있다면 보탬이 될 만한 조언을 해 주지는 않을 것이다.

규칙 4 : 영어 작문을 잘 못한다면, 빨리 배워둬라. 나중에 큰 보탬이 된다.

‘문법’ 만 해당되는 것이 아니라 스토리를 자연스럽게 풀어나가는 것을 의미한다. 최고의 논문은 한마디로 아주 복잡한 내용을 해당 분야의 비전문가도 이해할 수 있게 풀어나갈 수 있는 논문이다. 대가 과학자들은 대개 논리적이면서도 간단하게, 그러면서도 흥미진진한 강연을 한다는 것을 아시는가? 그런 사람들은 대개 글도 잘 쓴다.

비록 당신이 영어로 된 저널에 논문을 내는 것에 목숨걸어야 하는 진로 이외를 가게 되더라도 작문실력은 중요하다. 엉성한 영어로 씌여진 논문의 경우는 결과가 진짜로 우수하지 않는 이상 대개 거절되기 마련이며, 개제된다고 하더라도 엄청나게 오랜 시간이 걸리게 되는데, 그 이유는 영어 교정 작업에 시간이 많이 걸리기 때문이다. 영문교정서비스는 대필업이 아닙니다 고갱님

규칙 5 : 논문 개제 거부에 구애받지 마라.

자신의 결과에 객관적이지 못하면 논문이 게제거부되었을 때 견디기 힘들텐데, 아마 그게 논문이 개제거부된 진짜 이유일 것이다. 과학계에서 생활하다 보면 아무리 잘난 과학자라도 논문 개제 거부를 안당하고 살 수 없다. 논문이 개제거부되거나 대대적인 수정을 요구받았을 때 제대로 대응하는 방법이라면 리뷰어가 하는 이야기를 잘 귀담아 듣고, 객관적인 방법으로 대응하는 것이다. 보낸 논문의 리뷰는 당신 페이퍼의 평가를 반영하므로 여기에 잘 적응해야 한다. 만약 모든 리뷰어가 논문이 수준낮다고 열라 까댄다면 그런줄 알아라. 실제로 님 논문이 그렇기 때문이다. -.-;;; 만약 논문의 대대적인 수정을 요구한다면 그렇게 하고, 리뷰어가 제기한 모든 문제점에 대해서 설명을 해라. 여러 단계에 걸친 수정 과정은 논문에 관여한 모든 사람들에게 고통스러운 과정이다.

규칙 6 : 좋은 과학 연구가 되기 위한 요소는 뻔한 것들이다.  – 연구소재의 참신성, 관련 논문에 대한 광범위한 조사, 좋은 데이터, 충분한 통계적 근거에 따른 제대로 된 분석, 창의적인 디스커션 등등. 연구 결과를 제대로 보고하는데 필요한 요소 역시 뻔하다.  – 제대로 된 구성, 적절한 표 및 그림의 사용, 적절한 논문의 길이, 논문의 대상 독자의 선정. 이렇게 분명한 것을 무시하지 말지어다.

논문 초안을 리뷰할 때 이러한 요소들이 제대로 되어 있는지를 객관적으로 살펴보고, 지도교수에게만 의지하지 말기 바란다. 직접적으로 관련되지 않은 동료에게 논문 원고를 주고 그들의 솔직한 의견을 듣는다.

규칙 7 : 추구하고자 하는 과학적 의문에 대한 아이디어를 가졌을 때부터 페이퍼를 쓰기 시작한다.

어떤 사람들은 논문을 쓰는 것을 너무 강조를 많이 하는 것이 아닌가 하겠지만, 이렇게 함으로써 논문의 범위를 정하고, 가설을 세우는 데 큰 보탬이 된다. 논문을 많이 안 써본 사람이라면 자신이 아는 것을 논문 하나에 집어넣으려고 하는 경향이 있다. 학위 논문이라면 그렇게 해도 되겠지만, 저널에 내는 학술논문은 간결해야 하며, 최소한의 단어로 최대의 정보를 집어넣으려고 해야 한다. 해당 저널의 논문 투고요령을 잘 읽고 이를 잘 따른다. 참고문헌 데이터베이스를 잘 정리하여 이 내용들을 잘 숙지한다.

규칙 8 : 일찌감치 리뷰어가 되는 연습을 해라.

다른 논문을 리뷰함으로써 보다 좋은 논문을 쓸 수 있다. 지도교수를 도와주는 것으로 시작해라; 지도교수가 리뷰하고 있는 논문을 가지고 일차 리뷰를 하겠다고 해 보라 (대부분의 지도교수들은 좋아할 것이다. 자기일 해준다는데 싫어할 교수 있겠냐 ㅋ) 그리고 지도교수가 최종적으로 보낸 최종 리뷰를 살펴보자. 만약 가능하다면 다른 사람이 쓴 리뷰도 살펴보아라. 이렇게 함으로써 당신이 쓴 리뷰의 퀄리티를 알 수 있으며, 자기가 쓰는 논문을 보다 객관적으로 볼 수 있는 기회를 가질 수 있다. 또한 리뷰 프로세스와 리뷰의 퀄리티에 대해서도 이해하게 되는데, 이렇게 함으로써 ‘어떤 저널에 논문을 보낼지’ 에 대한 이해를 가지게 된다.

규칙 9 : 논문을 어디에 보낼지 미리 정해라.

이렇게 함으로써 현재 하는 일의 수준 및 독창성을 정할 수 있다. 많은 논문은 사전 문의 시스템을 가지고 있고 이것을 잘 이용해봐라. 논문을 쓰기 전부터 해당하는 연구의 독창성을 감안하여 어떤 저널에 논문을 보낼 수 있을지를 생각해보는 센스를 가져라.

규칙 10 : 결국 논문의 질이 가장 중요하다.

시시한 저널에 논문 여러 개 내는 것보다 좋은 저널에 논문 하나 내는 것이 더 좋다. 이제 Google Scholar 나 ISI Web of Science (역주 : 흔히 말하는 SCI) 의 덕택으로 당신이 한 일의 수준을 손쉽게 알 수 있게 되었다. 옛날에는 단순히 저널 이름만 가지고 논문의 수준을 평가하였지만, 이제는 당신 논문 자체가 얼마나 영향력이 있는 논문인지를 손쉽게 알 수 있다. 좋은 저널에 내려고 노력하면 당신 논문도 덩달아 질이 높아질 가능성이 높다.

당신이 죽은 후 오랜 세월이 흘러도, 남는 것은 결국 당신이 낸 논문과 이것이 미친 영향력 밖에 없다. 이 규칙 10가지를 잘 따라서 당신이 후세대 과학자들에게 존경받는 과학자가 되길 기원한다.

세월이 흘러도 남는 것은 결국 당신이 낸 논문과 이것이 미친 영향력만 남는다는 꼭 긍정적인 것만 이야기하는 것은 아님. 상온핵융합이라든가 ㅋㅋ

오늘의 논읽남 : 그 약물은 영 좋지 않은 곳에 작용한다.

오늘은 다음과 같은 논문을 읽어보기로 한다.

Matzuk, MM et al., Small-Molecule Inhibition of BRDT for Male Contraception, Cell 2012

피임, 특히 남성피임의 방법에는 여러가지가 있지만 사실 완벽한 방법이 없는 게 사실. (없긴 왜 없어 고자되기 아니면 마법사되기)

풍선은 완벽하지 않습니다 세계 인구중의 몇명이 찢어진 풍선 때문에 태어났을까?

여성피임약의 경우 대개 호르몬제제인 이유로 여러가지 부작용이 있다는 것은 널리 알려져 있는바, 안전하면서도 가역적인 (비가역적이고 완벽한 피임법이야 유사이래 알려져 왔었다 고자되기라고) 피임방법에 대한 관심은 매우 큰 것이 사실. 근데 그런게 잘 없었다.

그러나 재작년에 세포에 나온 이 논문은 큰 반향을 일으켰다. 즉 약물로 가역적인 남성피임이 가능할것이라는 동물실험 결과.

과연 오카모토(주) 사장님은 밤잠을 제대로 주무실 수 있을 것인가? 여기서 과연 현재의 논문이 오카모토 사장님의 밤잠을 설치게 할 위협이 될지의 여부를 검증해본다. 본격 오카모도(주) 기획실 업무대행

여기서 제시한 결과는 대충 이런 결과이다.

1. Testis 특이적인 Bromodomain and extraterminal (BRDT) 라는 단백질을 저해하는 화학물질을 찾았고

2. 약물과 단백질 복합체의 결정구조를 제시

영 좋지 않은 곳에 달라붙은 화학물질

3. 이 화학물질을 마우스에 처리하니, 쥐가 생식능력을 잃었다

쥐의 Fireball이 쭈그러들었닼ㅋㅋ

4. 그러나 처리 후 두 달뒤에는 회ㅋ복ㅋ

처리군 쥐 “난 심영 고자가 아니야! 내새끼 좀 보소”

보다 자세한 것은 논문을 참조하시고 다음에 또 만나염…..

하면 좋겠지만 그러면 본격 즈질과학만담블로그로써의 의의가 반감된다. 그리고 지금쯤 밤잠 설치고 계실 오카모토(주) 사장님 이하 임직원 이하에게도 예의가 아니고. 따라서 본 논문의 연구배경 및 한계 등등에 대해서 약간 더 파보도록 하겠다.

1. 그럼 Bromodomain and extraterminal (BRDT)가 뭐냐? 

대개의 소분자 약물은 체내에 들어가서 뭔가의 생체고분자 (단백질 혹은 RNA 혹은 DNA. 그러나 대개는 단백질) 에 붙어서 그 기능을 못하게 하거나, 더 잘하게 하거나 둘 중의 하나의 역할을 수행한다. 즉 약물의 작용기전이 뭐요? 이런 질문은 그 약물이 어떻게 작용해서 그런 효과를 나타내느냐의 이야기인데..

이를 위해서는 일단 히스톤과 에피제네틱에 대한 이야기를 좀 해야겠다.

생물시간에 졸지 않은 사람이라면 기억하고 있겠지만 유전정보인 DNA는 생체내에서 흔히 생각하듯 풀어놓은 실타래처럼 엉겨있는것이 아니라 히스톤이라는 단백질을 실감개삼아 요렇게 잘 감겨져 있다.

즉 이렇게 실타래처럼 히스톤을 감아서 묶여있는 DNA를 어떻게 잘 풀어서 필요할때 DNA에 저장되어 있는 유전정보를 꺼내와서 RNA로 만들어 오는 것은 모든 생명현상을 조절하는 기본메커니즘 되겠다.

그런데 이렇게 크로마틴 형태로 디글디글 묶여있는 DNA 중에서 좀 더 쉽게 풀 수 있는 (Open chromatin) 형태로 있는 부분이 있고, 그렇지 않고 아주 빽빽하게 존재하는 (Close Chromatin) 부분이 있다. 즉 빽빽하게 묶여있는 부분에서 유전정보를 꺼내오는 것보다는 좀 더 느슨하게 묶여있는 부분에서 유전정보를 꺼내오는 게 더 쉽겠지. 따라서 활발하게 RNA로 발현되는 유전자들은 대개 오픈 크로마틴 형태로 존재하고 그렇지 않은 부분은 클로스드 크로마틴 영역으로 존재하곤 한다.

그렇다면 어떤 부분이 헐겁게 되서 유전자 발현이 잘되게 만든지, 아니면 빽빽하게 크로마틴 구조를 형성하여 발현이 잘 안되게 만드는 것은 어떤 요인에 의해서 조절되는가? 주로 두 가지 요인이 있는데, DNA 염기에서의 변형 (주로 Cytosine의 메틸레이션) 과 히스톤의 꼬랑지에 있는 아미노산의 변형에 의해서 조절되곤 한다.

꼬..꼬리를 보자!

다음은 히스톤 꼬리의 아미노산이 어떻게 변형되느냐에 따라서 어떤 일이 일어나는지를 간단히 요약한 표이다.

인산화, 아세틸화, 메틸화, 유비퀴틴화 등 거의 알려진 모든 변형은 히스톤 꼬리에 일어나며, 이러한 히스톤 꼬리의 변형에 따라서 크로마틴의 구조가 변형되고, 따라서 DNA의 발현에 적합한 오픈크로마틴 형태로 되느냐, 아니면 발현이 억제되는 클로즈드 크로마틴 형태로 되느냐가 결정된다. 그런데 여기서 관심이 있는 것은 라이신에 아세틸그룹이 붙는 아세틸화이다.

강한 양성기를 띄고 있는 라이신 잔기에 아세틸레이션이 되면 중화된다. DNA는 인산기가 있으므로 전체적으로 음성을 띄고 있는데 (인산염이 위험하다고 광고하는 커피회사, 그딴 헛소리를 씨부리다가 너네 DNA의 인산이 다 빠질수도 있다는 것에 주의할 것) 아세틸화가 되면 히스톤과의 결합력이 약화되는데, 일반적으로 히스톤 꼬랑지에 아세틸화가 되면 크로마틴이 풀리는 오픈 크로마틴 형태로 되는 경우가 많다. 오픈 크로마틴은 대개 유전자 발현을 유도하고..그러므로 히스톤 꼬랑지 아세틸화 – DNA가 히스톤에 잘 안붙어 – 크로마틴이 흐물흐물 – 유전자 발현이 업ㅋ 의 순서를 알아두면 좋다.

그렇다면 유전자 발현을 촉진하는 단백질 중에서는 이렇게 유전자 발현이 잘되는 오픈 크로마틴영역에서 히스톤 꼬랑지에 아세틸화가 되어있는 부분에 선택적으로 붙어서 크로마틴의 형태를 바꾼다즌지, RNA 전사를 개시한다든지 그런 기능을 가진 단백질들이 있는데, 이렇게 히스톤 꼬랑지의 아세틸화를 선택적으로 인지하는 도메인 (Domain) 이 발견되었는데 이것을 브로모도메인 (Bromodomain) 이라고 한다. 

즉 히스톤 꼬랑지에 뭔가를 다는 단백질을 Writer라고 하고, 이러한 달린 것을 없애는 것을 Eraser라고 한다면 브로모도메인은 현재의 히스톤 상태 (아세틸레이션이 되어있는지) 를 인지하기만 하는 Reader 라고 할 수 있을 것이다.

그래서 생긴 것은, 대충 이렇다.

히스톤 3의 36번째 라이신에 아세틸이 붙은 것과 철퍼덕 붙은 브로모도메인

생물에는 이렇게 브로모도메인을 가지고 있는 단백질이 열라 많은데, 이들이 모두 동일한 일을 하지는 않지만, 어쨌든 공통적으로 가지고 있는 단백질 모듈인 브로모도메인을 통하여 아세틸화된 히스톤을 인지하여, 크로마틴을 추후로 변형시킨다든지, 전사를 촉진한다든지등등 여러가지 일을 한다.

그런데 고자되는 쥐새끼 이야기는 언제부터 하냐고..지금은 힘들다 잠시만 기다려달라

2. 요즘의 모든 연구는 암승전결

그런데 어쨌든 이 연구는 처음에 항암제를 개발해 볼까 하는 시도에서 시작되었다. 브로모도메인을 가진 단백질 중에서 Brd 어쩌구 하는 패밀리의 단백질이 있는데,

N말단에 두개의 브로모도메인이 있고 뒤에 여러가지가 붙어있는 것들인데, 대개 이런 패밀리의 단백질들은 히스톤 꼬랑지에 아세틸레이션된 넘들을 인지하여 전사활성을 유도하는 것들이다.

특히 셀사이클에서 M에서 G1 으로 넘어갈때 발현되는 유전자의 발현에 관여하고 등등등..따라서 몇 년전부터 이것을 어떻게 여차저차하면 항암타겟으로 쓸 수 있지 않을까 하는 연구들이 진행되어 왔었다. 그러던 와중 2010년에 이런 논문이 똭~ 하고 나왔다.

이 논문은 Brd패밀리의 브로모도메인에 선택적으로 작용하는 JQ1 이라는 화학물질을 발견한 것으로 시작된다.

이 화학물질은 Brd4에 철퍼덕 잘 달라붙으며 (기존에 알려진 다른 화합물이 microM 단위의 Kd 였는데 이것은 50 nM 수준의 Kd)

타겟인 BRD4에 철퍼덕 달라붙어!

모델쥐에서 약발이 들어! 약찌른 쥐가 암조직이 줄어들고 오래살아.

이 JQ1 이라는 케미컬을 가지고 좀 더 뒤벼봤는데, 유명한 oncogene의 하나인 (그리고 Mr. Ya의 OSKM중의 하나이기도 한) c-Myc의 발현을 억제하고, 따라서 c-Myc에 의해서 발현이 증가되는 방대한 유전자들의 발현을 억제한다는 것이 발견되었다.

그래서?

그래, 항암제는 그렇다치고, 쥐새끼 고자되는 이야기는 언제할거야? 자 지금부터입니다.

3. 본격 암승전고자 이야기

그렇다면 어떻게 항암제에서 쥐 심영만들기 이야기가 진행되게 되었는가? 그 자세한 내막은 솔직히 외부인인 본인이 알수가 없으나 (약을 맞은 쥐의 fireball을 우연히 검사해 봤더니 fireball이 작아졌어~ 우와 신기하네? 가 그 계기일수도 있을 것이나 그 진실은 알수없음) 논문에서 밝힌 것에 따르면 다음의 선행 연구에 주목했다고 한다.

1. 포유류에는 BRD1,2,3,4 및 Fireball(…) 에만 특이적으로 발현되는 BRDT라는 isoform이 있고, 다음의 시퀀스 비교에서 보다시피 아미노산 서열로 보면 다 거기서 거기. (즉 BRD4에 붙는 화학물질이라면 BRDT에도 붙을 것이라는 이야기)

 

2. BRD 패밀리의 기능을 연구하기 위해서 낙아웃 마우스를 만들려는 노력을 했었는데 다들 안만들어져! 그런데 유일하게 만들어진 넘이 BRDT1. 그런데 이 낙아웃 마우스들이 사내구실을 못해! Fireball 이 기형이고 정자가 기형

 

3. 2010년에 정자기형 등으로 불임인 172명의 사람들을 조사해 본 결과 일부의 사람들에게서 BRDT 유전자내에 있는 SNP이 association이 있는 것이 발견됨.

즉, BRDT가 없으면 쥐가 불임 – 근데 우리는 BRDT와 거의 비슷한 단백질에 붙어서 이를 저해하는 화학물질 (JQ1) 이 있잖아 – 이걸 쥐에 쳐보면? 그래서 이 연구가 시작되었다. (공식적인 스토리는 적어도 그렇다)

 

 

그래서 이전에는 항암제로 열나게 선전하던 JQ1 이라는 케미컬을 가지고 BRDT에 붙여봤다. 당근 잘붙지. 아미노산 차이도 거의 없구만..

 

이번에는 BRDT와의 구조를 봤다. 당연히 이전 BRD4 와 거의 동일하게 잘 붙지. 여기서 D, E 의 노란색 그림은 BRDT의 원래의 파트너인 아세틸레이션된 히스톤유래 펩타이드. 히스톤보다 더 잘 낑겨들어가는 것을 볼 수 있다.

 

이제부터 본격 쥐 고자되는 이야기. 태어난지 9주령된 쥐에 3주 동안 쥐에게 매일 50mg/Kg, 즉 Kg 당 50mg, 쥐가 대충 50g 이라고 치면 하루에 2.5mg의 약물을 매일 찌르니 B의 왼쪽처럼 Fireball이 쭈그러들었음 ;;;; 볼륨으로 75% 감소. 정자숫자, 정자의 이동성도 극히 감소. 그렇지만 주목할 것은 성호르몬 (테스토스테론 등) 은 영향을 받지 않음. (K,L,M)

 

겉보기로 Fireball 크기만 줄어든 게 아니라 내부도 부실. 제대로 정자가 만들어지지 않고있음.

 

생식세포 형성에 관련된다가 알려져 있는 핵심유전자의 상당수의 발현이 왕창 억제됨. BRD4 를 억제할 때와 마찬가지로 BRDT도 Germ Cell 특이적인 발달과정에서 관여하는 유전자의 발현을 억제하는듯.

마지막으로 본 것은, ‘그러면 이렇게 약물처리하면 고자되는데 그럼 약을 끊으면 되돌아옴?’ 의 여부임. 뭐 사실 비가역적으로 사내구실을 못하게 한다면야 굳이 이런 화학약물적인 방법이 아닌 더 좋은 방법이 있습죠. 심영선생님 그렇죠?

결론을 1줄로 말하면 “약끊으면 부활입니다”

 

쥐를 일단 합방시킨 다음에 두달 동안은 약을 계속 침. 그리고 새끼낳는 여부를 조사. 약 끊은 다음까지는 새끼를 못 남. 그러나 그 다음달부터는 새끼 생산개시~ 쪼그라들었던 Fireball의 크기도 두 달내에 원상복귀. 내부도 건전하다고! (I, J). K패널은 약쳤다가 끊은쥐가 낳은 새끼. 영 좋지 않은 곳을 약이 스쳤지만 이젠 괜찮습니다!

즉 약 끊은 후 두달 이후에는 정상적인 생식력이 복구된다는 이야기.

4. (주) 오카모토의 운명은?

자, 그래서 이제 ㅋㄷ계의 지존 (주) 오카모토는 부실기업 되는건가? 개인적인 판단으로는 이건 아직은 많이 오버. 이렇게 판단하는 근거는 여러가지가 있는데,

– 지금의 JQ1 이라는 화학물질은 아직 전임상 단계를 못 벗어난 단계. 즉 안전성과 효능이 판단되기에는 아직 멀었다. 그리고 대개의 후보물질들이 임상 1,2,3을 진행하면서 엎어지는 것을 생각해 본다면 향후 10년 정도는 두고봐야 하지 않을까.

– 그리고 JQ1 이라는 화합물이 워낙 많은 유전자의 발현에 영향을 주는 물질이라는 것을 감안할 때 상당한 Side Effect 가 있을 것임은 능히 예상된다. 만약 항암제라면 어느정도의 Side Effect 가 용인될 수 있을수도 있지만 (어차피 죽기 아니면 까무러치기의 상황이므로 설령 ‘고자되기’ 를 감수할 암환자도 충분히 있겠지만) 피임의 목적으로 있을 수 있는 Side Effect 를 얼마나 감수할 수 있을까?

– 게다가 (주) 오카모토의 주력제품은 단순히 피임만을 위한 것이 아니랍니다. 님 성병예방 무시 쩌네염.

자 그래서, 저의 결론은 (주) 오카모토 주주 및 경영진 여러분들은 당분간 걱정 안하셔도 되겠습니다. 그렇지만 이것을 시발점으로 하여 남성피임을 유도하는 약제의 개발이 폭발적으로 일어날지 누가 알겠슴…

대중매체 속의 박사들

원본은 한 십년 전에 쓴 글인데, 약간 시대상황을 맞추어서 수정 ㅋ

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어린 시절에 영화나 애니메이션을 보면서 가끔 등장하는 ‘박사’ 들에 대해서 경외감을 느낀 분도 많이 계실듯.  물론 그 ‘박사’라는 사람들 중에서는 세계 정복을 획책하는 매드 사이언티스트들도 있는 반면, 주인공을 서포트하여 이들을 저지하는 ‘착한 박사’도 있다. 그러나 ‘착한 박사’ 의 경우에는 대개 조연급 이상은 되기 힘들다는 불편한 진실

물론 대부분의 착한 어린이 여러분들은 ‘착한 박사’쪽을 동경하여 ‘나도 커서 과학자가 되어서 지구를 지키는 훌륭한 과학자가 되야지…’ 와 같은 건전한 상상을 하셨겠지만 일부 삐딱한 어린이(?) 라면 ‘에이, 난 나쁜 박사가 더 좋아. 일단 지구는 정복하고 봐야지..핫핫핫’ 이라는 상상을 해봤을지도 모른다.

저말입니까? 꽤 현실적인 어린이었던 관계로 그런 것을 보면서도 ‘훗 저런 게 되냐 ? 걍 나는 크면 회사원 ㄱㄱ’ 정도의 생각을 했던 것 같다. 그러나 어쩌다 보니까 박사학위라는 것을 획득한 지도 꽤 되었고, 어쨌든 ‘과학자’ 라고 불릴 수 있는 일을 하고 있다. 어떻게 보면 참 아이러니칼한 일일지도 모르겠으나, 결국 어린 시절에 생각한 ‘장래 희망’대로 된 사람을 찾기란 그리 쉽지 않다는 것을 생각해 보면 그리 이상한 일도 아니다. 여러분은 회사원을 꿈꾸던 어린이가 지구정복을 노리는 매드사이언티스트가 된 현장을 보고 있습니다.

비록 본 블로그 주인은 소싯적 TV 만화영화를 감동하여 ‘난 이런 박사가 되서 세상을 구할거임!’ 하는 꿈을 가지고 있다가 실제로 박사가 되서 현실에 실망한 것은 아니지만 (어릴적에도 다 이럴줄 알았다구 -.-;;) 어쨌든 지금 학위를 가지고 있는 상황에서 각종 대중매체에 등장하는 박사들의 모습을 보면서 감회에 사로잡힐때가 있다.

그래서 이제 대중매체 속의 박사, 특히 TV 애니메이션에 등장하는 박사들에 대한 썰을 좀 해보도록 하겠다. 물론 ‘왜곡된 박사/과학자에 대한 이미지를 수정하자’ 성의 켐페인성의 글은 아니고..뭐 이 블로그의 대부분의 글들이 그렇듯이 만담이라는 것에 유의를 하시길 바라며.

흰색 가운의 진실

흰색 가운은 박사의 제복

대개의 영화, 애니메이션에 등장하는 ‘박사’ 캐릭터중 흰색 실험가운을 입지 않은 박사를 본 기억이 있는가? 거의 없을 것이다.

그런데 사실 흰색 실험가운, 우리가 말하는 실험복이라는 것은 화학 물질 등을 사용하는 실험을 할 때 몸을 보호하기 위해서 (보다 정확하게 말하자면 몸보다는 ‘옷’일 수도 있겠다만) 입는 경우가 많음.  물론 실험하려는 대상에 조금이라도 되면 노출되면 몹시 위험한 원자로라든지, 아니면 에볼라 바이러스라든지 그것도 아니라면  조그만 먼지라도 들어가면 실험을 망치는 경우 (반도체 생산라인 같은 곳) 등에는 단순한 가운 가지고는 안되고 따라서 특수한 방호복 내지는 방진복을 착용해야 하는 경우도 간혹 있다. 그렇지만 직접 기계를 다루거나 시약을 다루는 일을 하지 않는 사람이 아닌, 컴퓨터 시뮬레이션으로 주로 일을 하는 공학계열의 박사라든지 아니면 높은 위치에 있어서 직접 더티 웍을 하지 않아도 되는 대빵 박사라면 실험복을 입을 필요가 전혀 없고 실제로도 거의 입지 않는다. (“박사가 되면 무조건 다른 사람 부리면 되지 않나요?”라고 생각하시는 분도 있겠지만 박사도 박사 나름인 것이다. 들어봤나 포스트닭)

이것은 한국이나 미국이든 거의 세계적으로 공통적. 물론 해외에는 학술적으로 매우 명망이 높은 대가 교수라도 가끔 손수 실험을 하는 경우가 있긴 하지만. 꼭 그렇다고 해서 실험복을 항상 챙겨입는 것도 아니다. 

물론 사회적으로 높은 위치에 있고 실험을 전혀 하지 않는 박사라도 실험복은 한벌 정도 있어야 한다. 가끔 매스컴을 탈 때 사진기자가 실험복을 입고 포즈를 취하라고 할 때 필요하니까. 다 아는 이야기겠지만 신문에 등장하는 유명한 박사들이 실험복 입고 실험하는 척 하는 사진은 99.9% 연출사진.

파이펫 잡는 그립이 어색하다는게 함정
그리고 실험복을 입어야 하는 상황에 있는 박사라고 할지라도 웬만한 경우에는 실험복을 잘 입지 않는 게 보통. 귀찮으니까. 직접 일을 해야 되고 게다가 항상 여러 가지 화학 시약을 사용하여 실험을 하는 본 블로그 주인의 경우에도 실험복을 입는 경우는 다음의 몇 가지 경우?

(1) 실험실 대청소를 하는 경우

(2) 여름에 저온실 (섭씨 4도-10도 정도의 온도)에 들어가 오랫동안 작업을 해야 하는 경우. 실험가운을 입지 않으면 춥잖아요. 학교 난방이 꺼졌을떄

(3) 정말 몸에 해로운 물질을 대규모로 다루는 경우 (일년에 한 두 번 정도?)

잘못된 실험복 착용의 예. 시약이 튀면 옷 다 버립니다. 아카키 리츠코 바카세...어차피 폼이니 상관없니

물론 이것은 사람에 따라서 다르기 때문에 항상 실험을 할 때는 실험복을 입는 사람들도 있다. 주로 여성분들에게서 이런 경우가 많은 것 은데 (그렇다고 모든 여성 박사들이 실험할 때 항상 실험복을 입는 것은 아닙니다만) 어쨌든, 대충 어림짐작으로 생물학 분야의 실험실인 제가 일하는 곳에서 실험복을 항상 착용하고 다니는 박사의 비율은 대충 30% 미만? 기관마다 틀리겠지만 이 비율은 대충 미국이나 한국이나 마찬가지인 것 같다는 생각? 물론 의대쪽에서는 일상적으로 가운을 입는 것이 보통이긴 하지만.

의사양반들은 연구를 하더라도 가운에 목숨을 거시는 경우가 많다  출처

그런데, 문제는 애니메이션에 나오는 박사들은 대부분 화학이나 생물 실험에 종사하는 사람들도 아니고 (90%는 기계, 전자 분야. 게다가 로봇 제작이라면 컴퓨터 시뮬레이션이나 전자회로 개발, 설계가 주겠고 직접 만드는 작업은 하청을 주겠지) 더욱이 대부분의 경우 애니메이션에 등장하는 박사는 직접 일을 하는 시다바리 박사 …가 아닌 PI (Principal Investigator:연구책임자) 급의 고참 박사. 즉, 다들 ‘무슨 무슨 연구소 소장’ 내지는 최소한 ‘연구책임자’ 정도는 되지요. 다른 박사 밑에서 지시를 받아 일하는 박사의 경우에는 대개 엑스트라급 이상으로는 나오지 않겠지. 

즉, 가운을 입을 일도 없으면서 모두들 언제 어디서나 하얀색 가운을 입고 있다.

가부토 쥬조 박사 (강박사)가 마징가 제트를 직접 닦고, 조이고, 기름치는 것도 아니고, 아카기 리츠코 박사가 직접 피펫 들고 실험대 위에서 아야나미 레이의 DNA를 뽑는 것도 아닐텐데 (말로 다 하잖아요..이부키 마야가 없으면 어떻게 일을 했을까? ) 왜 가운을 입어야 할까? 게다가 실험실이나 공장에서 실험복을 입는다면 낫지만 그것도 아니고 광자력 연구소 메인 컨트롤 룸이나 네르프 본부 상황실에서 왜 가운을 입어야 할까?

그 이유는 여러분도 아마 짐작하고 계실 것이고 물론 블로그 주인도 알고 있다.

“가운을 입지 않으면 박사인 줄 모르잖아요!”

그렇다. 언제부터인지 모르겠지만 모든 미디어 속의 박사들은 전공불문,직위불문,성별불문,나이불문, 흰색 가운을 입고 있었다. 따라서 시청자의 뇌리속에 ‘모든 박사는 가운을 입고 있어야 한다’ 라는 고정관념이 박혀 있다. 만약 현실적인 고증(?)에 충실해서 애니메이션 속의 박사들이 티셔츠에 운동화, 쭈글쭈글한 바지 내지는 반바지를 입고 나온다면..시청자 중에서 그 캐릭터가 박사라고 생각할 사람은 별로 없을 것입니다. 마치 카레카노처럼 화면 속에 자막과 화살표로 ‘이 사람은 박사임’ 이라고 표시해야 될런지도 모른다. 그렇지만 가운을 입게 되면 아무런 부연 설명 없이도 ‘아하, 이 사람은 박사이구나’ 라는 것을 알게 되는데 얼마나 편리한가> 됩니다. 얼마나 편리합니까? 사실 애니메이션 시청자 중에서 “제가 무슨 대학 연구실을 가 봤는데요, 가운 입고 있는 박사는 하나도 없던데요. 엉터리로 애니메이션 좀 만들지 마쇼!” 라고 항의 전화할 사람도 그닥 많을 것 같지도않고

그런데, 악역으로 나오는 ‘나쁜 박사’의 경우에는 신기하게도 거의 가운을 입지 않는데. 왜 그런 것일까 이유를 생각해 봤습니다만…사실은 ‘흰색 가운’은 박사의 상징뿐만이 아니라 정의를 수호하는 것을 도와주는 사람의 (앞에서 말했듯이 착한 박사는 결코 주연을 할 수 없는 것이다. ) 상징 같은 존재일까? 그렇다면.실험실에서 거의 가운을 입는 경우가 없는 나는 장차 ‘나쁜 박사’가 될 가능성도 있다는 건지도 모르겠다. 넌 이미 매드사이언티스트다 위장은 소용없어

그들의 진짜 전공은?

그들은 진짜 博士 (博 자가 ‘넓을 박’자인거 모르시는 분은 없겠죠? 이명박의 박짜겠지)다.

즉 무슨 말인가 하면, 도대체 전공이 뭔지를 짐작할 수 없다는. 에바의 아카기 리츠코 박사만 하더라도 생물 분야도 잘 아는 척 하며 (그냥 휘하에 생물학 전공 포스트닥을 고용하여 일했는지의 여부는 알 수 없지만.. ^^; 암튼 레이의 정체를 생각해 보면 발생공학 정도 했으려나?) 마기가 해킹당했을 때를 생각해 보면 슈퍼컴퓨터 분야도 잘 아는 것 같고, 일단 생체병기(?)인 에바에 껍데기를 입힌 것을 봤을 때 기본적인 기계공학에 대한 지식도 있어야 할 것 같고.

네르프에 들어오기 전의 후유츠키 교수의 연구실에는 무려 ‘형이상생물학 제 1연구실’ 이라는 푯말이…

슈퍼로봇계 박사들도 마찬가지인데. 금속공학이나 재료공학은 기본이며 (무슨무슨늄 하는 초합금을 만들려면 금속공학이나 재료공학을 모르고서는 가능하지 않겠죠) 당연히 로봇 제작이므로 기계공학에도 통달해야 하고 물론 전자공학은 말할 것도 없고, ‘자연어 인식’ 같은 컴퓨터 사이언스에도 일가견이 있어야 할 것 같음. (자연어 음성 인식 기능이 없다면 ‘무슨무슨슈퍼어택!’ 하는 파일럿의 ‘필살기 외치기’를 실시간으로 로봇이 인식하여 반응할 수 있을까? 아참, 이 글의 원글은 2000년대 초에 쓰여진 거다. 뭐 이제는 아이퐁 하나 꽂아놓고 쉬리양에게 파일럿 필살기 외치기 인식시키면 된다 ㅋ) 

그뿐인가? 상당수의 경우에는 직접 군사작전을 입안하거나 지휘하는 군사적 지식도 있어야 하는데 (물론 대부분의 경우에는 박사가 입안한 작전대로 되기보다는 그냥 소년소녀 주인공의 애드립에 의해 해결되는 게 더 많지만) 아주 가끔은 다른 계열에 종사하는 박사인데도 엉뚱하게 ‘메디컬 닥터’ 의 역할까지 수행하는 경우도 있음 (다들 M.D/Ph.D들인지…참고로 미국의 의과대학은 대학원 과정으로써 통상적인 의과대학의 과정을 마치면 M.D 가 되지만 실험실에서의 연구와 임상과정을 동시에 수행하면 M.D/Ph.D라는 학위를 수여받을 수도 있는데 아주 어려움)

보손 점프 어쩌구를 연구하시니까 물리학 Ph.D를 가지고 있는데 여기에 MD까지?

그렇다면 이 사람들은 대체 학부 시절에는 무슨 과를 졸업한 것일까?

기계공학과? 전자공학과? 금속공학과? 생물학과?

아님 복수전공? 대학원 때 전공을 바꿨다? 일단 학위를 받은 다음에 또 다른 학위과정을 밟은 것일까? 그것도 아니면 원래 다 잘나고 똑똑한 사람들이니 동시에 두 개의 학위를 이수했다? 군사적 지식은 그냥 밀리터리 오타쿠라고 치고..^^;

가장 현실적인 방안은 육사 내지는 해사, 공사와 같은 곳을 나오는 게 좋겠다. 농담이 아님. 육사나 해사, 공사는 단순히 군사학만 배우는 것이 아니고 많은 이공계열의 기초 학문을 수강하는데 경우에 따라서 장교로 임관된 다음에 민간의 대학에 위탁하여 대학원 과정을 이수하기도 한다. 물론 애니메이션 속의 박사들 중에서 이런 설정을 가진 사람은 본 기억이 없는 듯 싶다만…

3. 그들의 연구비 정산법

세상의 모든 일이 다 그렇습니다만, 연구라는 것은 ‘연구비'(=돈) 가 없으면 이루어지지 않슴. 이것은 정의를 수호하는 광자력 연구소이건 세계 정복의 야욕에 불타는 헬박사 쪽이든 마찬가지. 마징가제트용 초합금 주문하려고 하는데 견적서 넣어주시고요,영수증은 500만원 이내로 나누어서 여러장으로 끊어주세요 

연구에 필요한 돈이란 단순히 마징가 제트 주조용 초합금 비용, 에바 껍데기 씌우는 비용..뭐 이런 직접적인 재료비 및 장비 구입비만 의미하는 것이 아님. 헬박사건, 가부토 주죠 박사건 밥은 먹고 살아야 하지 않겠냐는. 실제 현실에서 연구비 중의 절반 이상을 차지하는 것은 바로 다름아닌 연구원들의 인건비. 사실 현실 속에서의 대학 내지는 연구소의 연구원들의 보수는 다른 분야에 비해서 솔직히 많은 편이라고는 볼 수 없을지도 모르겠으나세계 정복을 획책하건, 악의 손길에서 정의를 구현하기 위해서건 아무튼 첨단기술을 이용한 궁극병기를 만드는 애니메이션 속의 연구원들은 다들 잘난 고급인력 사람들일 것이기 때문에 일반적으로 미창부과제 기준의 연구원연구비 기준으로는 택도없고 좀 쎈 대우를 해주어야 하지 않을까. 악의 집단 같으면 유망한 연구원을 납치해서 정신세뇌를 한다든지 해서 공짜로 부려먹는 필살 연구비 절감기법을 쓸수도 있겠지만 그건 알아서..
그러면 이제 그들은 어떻게 연구비를 염출하여 그 거대한 프로젝트(?)를 수행하는지에 대해서 한번 상상해 보기로 할까. 일단 편의상 ‘나쁜 박사’와 ‘착한 박사’ (너무 단순한 이분법적 분류라구요?) 로 나누어서 생각해 보기로 함.

먼저 나쁜 박사부터.

사실 나쁜 박사 쪽은 매우 간단합. 어차피 그들은 합법적인 경로에서 연구비를 조달하지는 않을 것이므로 ( 물론 일부의 나쁜 박사들은 정부에서 정당한 연구비를 수혜받은 다음에 그것을 자신의 음흉한 연구에 전용할 가능성도 있지만, 사실 쉬운 일이 아님. 요즘 연구비 관리가 철저해져서 -.-;; ) ‘자기 자신, 혹은 조상이 억만장자이거나 아니면 세계 정복을 획책하는 악의 무리들로부터 돈을 받는다’ 한 마디면 끝. 어차피 악의 조직이니까 쩨쩨하게 연구비 사용 내역에 대해서 그리 터치하지 않을지도 모름 (글쎄 그건 모르는거다. 더 쫀쫀하게 영수증 1원어치까지 맞추어야 할지.)
그렇지만 ‘착한 박사’의 경우에는 좀 골치아파짐. 일단 ‘착한 박사’는 정의를 수호하는 쪽에 목숨을 거는 사람들이므로 연구비 역시 합법적인 경로를 거쳐야 할 것임. 

역시 나쁜 박사와 마찬가지로 가장 손쉬운 연구비 조달 방법이라면 과학자 자신이 어마어마한 부자라던가, 아니면 정체불명의 억만장자 독지가로부터 기부금을 받는 것이겠지만 그게 말처럼 쉽겠냐는. 사실 과학자가 어마어마한 부자일 가능성은 별로 없슴. (특허 사용료라구요?..주변에 특허를 출원해서 떼부자가 되었다는 과학자가 있으면 한번 얼굴이나마 보고 싶다는.) 게다가 정의를 수호하기 위한 슈퍼 로봇 제작과 같은 것이라면 돈 몇십억 정도가지고는 택도 없고 빌 모 아저씨 수준은 벌어야 되지 않을까 하는 생각이 드는데..

그렇지 않고 민간에서 정부에서 연구비를 수혜받는 경우라면 매우 성가심. 일단 정부에서 외계인의 위협을 막기 위해 어떤것이 필요한가에 대해서 RFP를 받게 되겠고, 이렇게 작성된 RFP에 따라서 ‘차세대2족보행형결전병기개발계획’ 같은 연구사업 공모를 하면 많은 연구자들이 제각각의 연구 계획서를 제출하게 되겠고..정부는 이것을 각계 권위자 (누구?..^^;)를 불러서 주도면밀한 심사, 즉 동료과학자들의 피어리뷰를 거치고, 연구비가 과다상정되지 않았나 등등을 엄밀하게 따져서 (가령 마징가용 초합금 주조비가 1톤에 1억원인데 이를 10억원으로 책정하여 9억원을 연구자가 딴데 쓰는 것이 아닌가 하는 것도 다 검토해야지) 연구비를 확정하여 수혜하게 됨.

이렇게 연구비를 받았다고 끝나는 것이 아님. 국내의 연구비는 사실 항목별로 세분화되어 있어서 항목별 전용이 매우 어렵다는 무슨 말인가 하면, 가령 연구원 인건비로 5억원을 계획했고 마징가 제트용 콘트롤 회로 제작비로 3억원을 나누어 놨다면 연구비 결산을 할 때 무슨 재주를 부려서라도 인건비는 딱 5억원을 써야 하며 회로 제작비로는 1원도 빠지지 않는 (실질적으로는 한 100원 정도의 오차는 봐줍니다. ^^;) 3억원을 써야 한다는 것임. 설령 불가피한 사유로 인해서 (대만의 반도체 공장에 지진이 발생해서 반도체값이 폭등해서 제작비가 3억원보다 더 들었다고 해도) 연구비가 계획대로 집행되지 않았다고 하더라도 연구비를 주는 정부에서는 짤없이 이전에 계획된 것만큼 쓰도록 요구함ㅁ. 허위로 연구비 사용 내역을 제출했다가 감사에 걸리면 마징가 제트고, 에바 시리즈에 들어갈 S기관 제작이건 다 도루묵이라는 거죠. ^^; 그러므로 연말이 되면 정작 로봇 개발보다는 연구 실적 보고서라든지 정산 쪽이 더 큰일인 것이다.

그나마 연구비를 수혜받았다면 다행인데 자기가 생각하기에 훨씬 월등한 연구계획을 가지고 있다손 치더라도 심사시에 별로 좋은 점수를 받지 못해서 (위촉한 연구계획 심사자가 사실은 말만 앞서는 엉터리 권위자였다던가…^^) 연구비를 받지 못하게 되면 어떻게 해야 하나? 뭐 그럴 경우에는 앞에서 말한 ‘지구의 위기를 구하기 위해서 자신의 재산을 아무 거리낌 없이 염출하는 독지가’를 찾아서 연구비를 구걸하거나, 아니면 집 팔고, 땅 팔고, 은행에서 융자받아서 연구비를 추렴하거나 (굉장한 재력가가 아니라면 불가능할 것 같다는 생각이 들긴 합니다만..), 그것도 아니라면 현 연구계획이 끝나서 다음 연구비 공모가 있을 때 아예 포기하고 연구비를 수혜받는 사람 밑으로 고개를 숙이고 들어가서 (“제발 마징가 제트 도색용 페인트 개발에나 참여할 수 있게 해 주세요” 라고 빈다든지..^^;) 그 밑의 세부 연구책임자로나 일하든지.뭐 이건 선택하기 나름. 아니면 아예 다 포기하고 손가락이나 빨던지..(..^^;)

최악의 시나리오라면 이렇게 연구비를 수혜받지 못하는 것 때문에 비뚤어지게 되고 급기야는 세계를 저주하여 세계 정복 내지는 멸망을 획책하는 매드 사이언티스트가 될 가능성도 있음. 

IVS 사업단장 공모에서 탈락하신 헬 모 박사님 (그룹리더가 아수라백작 따위니 프로포절이 떨어지지)

물론 정부기관의 통제를 받지 않는 초법적인 조직 (NERV라든지), 하다못해 CIA라든지 국가정보원이라든지 하는 비교적 외부 감사 기관에 의해 터치를 많이 받지 않는 곳에 소속되어 일하는 박사라면 좀 문제가 달라집. 어차피 이런 경우에는 자신이 프로젝트를 수주하고 관리하는 귀찮은 일에서 벗어나, 그냥 월급받아서 윗선에서 시키는 일만 하면 되는 것임. 그런 것을 생각해 본다면 아카기 리츠코 씨는 이전의 선배 애니메이션 속의 박사들보다 훨씬 속편할지도 모르겠네요. 그럼 이런 초법적인 조직들은 어떻게 그 비용을 대는가?…뭐 이건 간단하죠. ‘세금을 올린다.’

3. 옛날과 지금의 박사들

시대가 변함에 따라서 애니메이션 속에서 묘사되고 있는 박사의 모습도 완전히 동일한 것은 아님. (물론 실험가운을 입는다든지와 같은 것은 예나 지금이나 마찬가지이지만서도..) 여기서는 옛날 애니메이션 속의 박사의 스테레오타입과 요즘 애니메이션 속에서 그려지는 박사의 모습과의 차이를 한번 생각해 보기로 하겠슴.

옛날 애니메이션

* 대부분 50대 이상의 노령층

* ‘착한 박사’의 경우에는 착실하게 하얀색 가운을 입고 나오며 대부분 안경을 착용하고 있음..

* 나쁜 박사의 경우에는 거의 대다수 하얀색 가운을 입지 않음.

* 머리는 대개 백발, 수염을 기르고 있는 경우가 많음.

* 대개 위에 아무도 없는 연구 최고 책임자. (무슨무슨 연구소장이라든지)

* 전공은 대개 기계공학 (로봇공학?) 내지는 원자핵공학이라고 추정됨.

* ‘착한 박사’인 경우에는 대개 딸이 있으며 주인공과 그 딸내미 사이에는 대개 썸씽이 일어남. (..!)

* ‘나쁜 박사’의 경우에는 대개 가족이 없음.

* 고집이 세고 주변 사람들과의 인간관계는 밑바닥인 경우가 많음.

요즘 애니메이션

* 20대 후반의 여성의 비중이 높음. 남성인 경우에도 그리 나이가 많지 않음.

* 옛날과는 달리 ‘무슨무슨 연구소장’ 인 경우는 거의 없고 단순히 연구파트의 책임자 정도인 경우가 많음.
이러니 이공계 기피가 일어나지
* 역시 하얀색 가운은 죽자살자 입고 나옴.

* 여성인 경우에는 지적인 이미지의 미모임. (실제로 그렇지 않더라도 적어도 설정상으로는..)

* 전공은 다양하지만 상당 부분 생물학 관련된 일을 하고 있는 경우도 있으며 컴퓨터 공학, 물리학 등등 잡다함.

어쨌든, 이러한 세부적인 사항들에서 약간씩 변화가 있을지는 몰라도 애니메이션 속의 ‘박사’들은 여전히 예나 지금이나 근본적으로는 크게 변하지 않는 것 같음. 사실 대중매체 속에 등장하는 박사들이 제 주변에서 볼 수 있는 ‘아주 현실적인 모습’으로 등장한다면 오히려 당혹스러울지도 모르겠다는 생각. 적어도 만화에 등장하는 박사들이 동료 박사들과 ‘이번에 연구비 신청한 것, 될 수 있을 것 같아?’ 라든지 ‘에이, 연구소장은 아무것도 모르면서 그런 것을 하라는거야? 짜증나게..’ 비슷한 대화를 하는 것을 듣고 싶지는 않다고..

세포생물학은 아직도 블링블링한가?

소위 말하는 ‘분자세포생물학’ 이 생물학계의 주류로 떠오른지는 좀 시간이 되었다. 그리고 Molecular Biology of Cell 셀책은 점점 흉기화되지  과연 21세기에도 세포생물학은 생물학계의 주류로써 남아있을 수 있을까? 미쿡세포생물학회장을 역임한 Tom Pollard는 그렇다고 주장한다. 이 사람이 최근에 plos biology에 기고한 에세이를 대충 왜곡번역해 보았다.

왜곡번역이라고 했으니 번역의 사소한 뉘앙쓰에 신경쓰지 말고 그냥 원문 읽으세염. 

호불호가 갈리는 영감님이므로 잘 취사선택해서 읽으세염. 

No Question about Exciting Questions in Cell Biology

Tom Pollard

생기신 대로 성깔 있으십니다. 이 영감님 제가 만나봐서 아는데요..

서론

1878년에 필립 졸리라는 교수가 막스 플랑크에게 물리학을 전공하지 말도록 조언한 것은 전설 아닌 레전드다. 그 아저씨는 “거의 대부분의 물리학 관련된 것들은 이미 발견되었고, 남아있는 것은 그냥 별로 중요하지 않은 구멍 몇개를 채워넣는 일일 뿐임. 물리학 하지마셈” 이라고 하셨다. 별로 중요하지 않은 거 몇개 땜빵하신 아인슈타인 닐스 보어 지못미  물론 님들도 다 알다시피 그 이후로 물리학의 발전은 장난이 아니었고, 지금 현재 물리학자는 암흑물질, 암흑에너지 등  우주의 물질과 에너지를 설명하는 원리라는 것 이외에는 잘 알려져 있지 않은 요상한 것까지 연구하고 있다.

과학사를 돌이켜 볼때, 자연에 대한 근본적인 지식에 대한 탐구는 몇세기에 걸쳐 꾸준히 이루어져 왔고, 언제나 그 한계를 확장해 왔고 ‘이제 더이상 연구 할 거 없ㅋ음’ 할 정도에 이른 적이 한번도 없다. 물론 가끔 어떤 분야의 발전이 지지부진할 때도 있고 종종 패러다임의 변화에 따라서 자기자신을 재혁신하는 일은 있었다. 그렇지만 내가 아는 과학의 분야 중 근원적인 질문이 고갈된 분야는 없었다. 그렇지만 어떤 과학자들은 1950년대 이후 세포분자생물학의 눈부신 발전에 힘입어 세포생물학의 대부분의 주된 의문에 대해서는 이제 대개 알게 되었다고 생각한다. 그렇지만 나님을 포함한 다른 과학자들은 우리 분야가 그 단계에 도달하기에는 아직~ 멀었음 이라고 생각한다. 어디서 이런 차이가 기인할까?

내 생각에는 생물학에서 흥미있고, 중요한 것이 무엇인지를 바라보는데 두가지 서로 상이한 관점이 있고, 여기서 그 견해차이가 기인한다고 본다.  어떤 사람을은 “무엇이 일어나는가?” (What happens?) 에 관심을 가진다. 그 예로는 “마이오신과 같은 분자모터는 ATP 가수분해를 통해 에너지를 얻어서 움직인다” 와 같은 일이다. 반면에 어떤 과학자들은 “그게 어떻게 일어나는가?”(How does it works)  에 더 관심을 가진다. 동일한 예를 들자면, 이런 과학자들은 어떻게 분자모터가 ATP 의 가수분해를 힘으로 변환시키고, 이러한 근본적인 반응이 어떻게 근육수축과 세포분열을 일어나게 하는지에 대해서 이해하고 싶어한다.

뭐 대충 이런 이야기

나의 경우 확실히 “그게 어떻게 일어나나” 파인 것 같다. 그렇지만 성공적인 생물학자들중 상당수는 “무엇이 일어나는가” 에 더욱 관심을 가진다. 옛날에 프랜시스 크릭 횽한테, 성님은 어떤파요 하고 물어봤는데, 그 사람은 예상대로 “무엇이 일어나는가?” 파인 것 같다. “어떻게 일어나냐” 보다는 “무엇이 일어나냐” 에 더 매료되었으니까 그 횽은 분자생물학에서 뉴로사이언스로 말을 바꿔타신 것이겠지. ㅋㅋㅋ

이번 세기가 시작될 즈음 우리는 이미 “무엇이 일어나나” 에 대해서 많은 지식을 가지게 되었다. 따라서 우리는 세포생물학에서 중요하게 생각되었던 의문들에 대해서 해답을 찾을 수 있게 되었다. 세포생물학의 기본 원리는 1950년에서 1960년대까지 확립되었으며 (표 1)  분자수준에서 “무엇이 일어나냐” 에 대한 지식은 그 이후에 엄청나게 진보해 왔다. 내가 하는 분야를 예로 들자면 대부분의 분자모터, 액틴 필라멘트의 다이나믹스를 조절하는 단백질, 마이크로튜블 등은 과거 40년간 다 발견되었다. 이 타임에 광고 한번 하자면 2002년에 출판된 본좌의 세포생물학 교과서만 보더라도  대개의 분자모터와 이를 조절하는 단백질에 대한 이야기는 잘 나와있다. 1980년에서 1990년에 이르는 황금시대에 우리의 생명현상에 대한 분자적인 기초에 대한 이해는 급격히 증대되었으며 대개의 “무엇이 일어나는가?” 에 대한 의문을 풀게 되었다.

표 1 세포생물학의 주된 의문들

1. DNA에 일차원적인 서열로 저장된 유전정보가 어떻게 복제되고 딸세포로 전이되는가
2. DNA에 일차원적인 서열로 저장된 유전정보가 어떻게 단백질과 RNA의 3차구조로 되며, 이것이 궁극적으로 어떻게 세포와 조직을 형성하는가
3. 단백질 서브유니트들로 구성된 복합체
4. 세포막이 외부환경으로부터 세포를 분리하여 생화학적으로 구분된 구역을 형성하고, 기존에 형성된 세포막의 확장으로 성장하는것
5. 시그널 – 리셉터간의 상호작용으로 어떻게 세포 구성성분이 제위치로 이동하는가
6. 확산으로 움직이는 구성성분도 있지만 에너지에 의해서 구동되는 펌프 혹은 분자모터에 의해서 이동하는 구성성분도 있다는 사실
7. 수용체와 신호전달기작에 의해서 외부 조건에 세포가 적응하는 방법
8. 분자 되먹임 메커니즘에 의한 분자조성, 성장, 분화의 조절

이렇게 세포를 구성하는 분자와 상호작용에 대한 지식이 증가했음에도 불구하고, 우리는 아직 어떤 생물학적 시스템이 작동하는지를 완전히 설명하는 단계에 이르지 못했다. 예를 들어, 핵공  (nuclear pore)를 이루는 단백질이 어떤게 있다는 것만 가지고는 핵과 세포질간의 수송현상에 대해서 이해하지 못한다. 이와 마찬가지로 이런 수송현상에 관여하는 구성요소 하나를 없애거나 양을 감소시켜 본다고 하더라도 전체적인 수송현상에 대해서 설명하기는 힘들다. 이 정도 수준의 분석만으로 생명현상을 이해할 수 있었더라면 우리는 이미 대개의 질병에 대한 메커니즘을 속속들이 알고 있었을 것이고 제약회사들은 확실한 드럭 타겟을 넘치도록 가지고 있었을 것이다. 그러나 알다시피 그렇지 못하지? ㅋ

대개의 세포생물학 분야에서 아직 결여된 것이라면 어떻게 개별 분자들이 동적 시스템을 형성하여 세포로부터 궁극적으로 생명체를 형성하는지를 이해하는것이다. 이러한 동적프로세스를 이해하는 것은 단순히 무슨무슨 구성요소가 있고, 이들 간의 연결이 어떻게 되어 있는지 정도만 아는 것으로는 불가능하다. 그런 지경인데 세포생물학의 근원적인 질문, 즉 생명의 근원, 어떻게 생명이 발생되었나, 어떻게 세포와 생물이 진화하였느냐 등과 같은 근원적인 질문에 대한 답을 아는 것에는 아직 멀~었다. 

메커니즘을 이해하기 위한 전략 

다행스럽게도, 우리는 세포와 생물의 동적시스템에 대한 메커니즘을 이해하기 위해서 필요한 연구전략과 툴을 갖추고 있다. 여기서 제시한 전략은 환원주의적이되 분자의 시스템이 어떻게 상호작용하고, 단기적인 관점에서 조건에 따라서 어떻게 반응하는지, 그리고 진화적인 관점에서 어떤 여러가지 생물이 비슷한 분자들을 가지고 서로 다른 해법을 만들수 있는지에 대해서 이해하는데 중점을 두고 있다.

이 전략은 기존의 환원주의적인 연구방법론처럼 시스템을 구성하고 있는 구성성분이 무엇인지를 보는 것보다 훨씬 더 멀리 나간다. 그러나 이 방법론은 각각을 구성하고 있는 단백질 등 구성성분들이 in vitro 혹은 세포에서 어떤 활성을 지니는지에 대해서를 무시하지 않고, 중요시하게 여기고, 여기서 얻은 정보들을 수학적 모델과 시뮬레이션을 통해서 종합해 나가게 된다.  이런 전략을 구성하는 요소들 개별만으로는 어떻게 시스템이 작동하는지를 세포 혹은 개체수전에서 이해하기는 힘들다. 그렇지만 이러한 여러가지 방법론들이 한데 모여 총합적인 이해를 가지게 한다.

내가 여기서 말하는 환원론적 총합방법론은 일단 좋은 생물학적인 의문을 가지는데서 시작하고, 여기서 말하는 ‘좋은 생물학적인 의문’ 이라는 것은 첫번째로 생물학적으로 중요하면서도, 접근가능한, 즉 지금 당장 연구해 볼만한 것을 말한다. 세포생물학의 거의 모든 측면을 찾아봐도 아직 대답안된 중요한 의문들이 널려있다. 그냥 세포생물학 교과서를 아무데나 펼쳐봐도 좋고, 학회같은데 가봐도 된다. 지구에서 어떻게 생명이 기원되었는가? 어떻게 폴리펩타이드가 안정된 단백질로 폴링되는가? 어떻게 논코딩 알엔에이가 세포의 기능에 기여하는가? 어떻게 세포가 분화하고, 개체로 자기조직되는가? 지놈에 코딩된 정보만 가지고 어떻게 인간대뇌에 있는 1000조개의 뉴런이 서로 상호작용하는가? 인간 조직이 무한재생되는 것을 막는것은 어떤 기작인가?

두번째 단계는 각각의 생물학적인 프로세스에 관여하는 ‘부품 리스트’ 를 파악하는 것이다.  즉 각각의 프로세스에 관여하는 분자의 거대한 카탈로그를 만들어야 한다. 지노믹스, 유전학, 의학, 비교생물학, 생화학 등등이 모두 이 과정에 기여할 수 있다. 이런 ‘부품리스트’ 를 완전하게 파악하는 것은 여태까지 세포생물학자들의 일이었고, 앞으로도 계속될 것이다. 즉, 어떠한 생명현상에 어떠한 부품들이 관여하는지에 대한 제대로 된 리스트가 없다면 메커니즘을 이해할 수 없다.

세번째 단계는 각각의 단계에서 참여하는 분자들의 메커니즘을 규명하고, 이들이 동적시스템에서 어떻게 참여하는지를 설명하는 일이다. 주로 3종류의 어프로치가 이러한 메커니즘을 규명하는데 서로 상보적인 기여를 하게 된다. 구조, 생화학, 그리고 세포동역학이다. 일반적으로 이 3가지의 어프로치는 병행해서 이루어지게 되는데, 그렇지만 구조에서 생화학, 생화학에서 세포로의 진행이 때로는 제일 효율적인데, 그 이유는 구조로부터 얻는 정보가 생화학적 실험디자인을 도와주고, 생화학과 구조에 대한 지식이 세포수준의 실험과 의문의 질을 높여주기 때문이다.

구조를 알면은요..

모든 수준에서의 구조에 대한 근본적인 정보를 얻는 것은 계속해서 세포생물학의 기반이 될 것이다. 일반적으로 여러개의 구조방법론의 조합에 의해서 대개의 메커니즘적인 의문을 풀 수 있다. X선 결정학은 이제 완전히 생물학자들이 접근할 수 있을만큼 성숙했기 때문에 흥미있는 단백질/RNA를 가지고 일하는 모든 생물학 랩은 이제 스스로 구조를 풀도록 노력해야 한다. 물론 보다 전문적인 X선 결정학자들은 다 실업자 되란 말은 아니고 ㅋ, 이런 사람들의 경우에는 방법론을 좀 더 발전시키거나 대규모의 단백질복합체와 같은 매우 힘든 구조를 푸는데 집중하면 된다. 그냥 안되는 거나 쳐박혀서 하라는거지 ㅋ NMR의 경우 적당한 규모의 분자의 구조를 풀거나 동역학에 관련된 정보를 얻는데 사용될 수 있다. 이제 분자동역학 시뮬레이션을 할 정도로 슈퍼컴퓨터가 발전하였기 때문에 이들의 세포생물학에서의 역할이 기대된다. 그러나 세포생물학에서 제일 중요한 것은 역시 electron tomography나  super-resolution fluorescence microscopy 를 이용하여 보다 높은 해상도의 세포수준의 구조를 보는 것이다.

나처럼 해라라고 그냥 간단히 쓰시지 원 ㅋ

생화학은요?

첫 단계는 각각의 분자의 특성을 규명하고,특히 어떤 파트너와 결합하는지를 살펴본다. 고전적인 생화학과 유전학으로 분자간의 상호작용의 네트워크를 구축하려는 시도에 프로티오믹스와 지노믹스 방법론이 결부되면 아주 복잡한 상호작용 맵이 구성될 수 있다. 결국 이렇게 구성된 인터렉션 맵이 제대로 되었는지를 확인하는 궁극적인 방법은 각각 따로 분리된 구성성분을 합쳐서 생화학적으로 생명현상을 재구성하는 것일것이다.

분자시스템의 동역학을 이해하는데는 각각 반응의 반응속도론/열역학적인 측면에 대한 이해가 필요하다. 대개의 세포생물학자들은 이런 측정을 하는것에 그닥 익숙하지 않지만 (그러니까 물리화학 선수과목을 잘 들으라니깐), 이런 것은 의외로 간단하게 수행될 수 있다. 물론 이런 파라메터들이 손에 쥐어진다고 하더라도 구성성분이 2-3개 이상 된다면 해당 생화학 경로가 어떻게 돌아가는지 직관적으로 이해하는 것은 힘들어진다. 특히 되먹임 루프가 있는 시스템에서는 더더욱 그렇다. 그렇지만 새로운 가설을 수학모델로 만들고, 간단한 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 아이디어를 테스트하는 것은 이제 가능하다. 이제 높은 수준의 수학이나 컴퓨터에 대한 지식이 없어도 세포생물학자 수준에서 다룰 수 있는 소프트웨어들이 많이 나와있다.

‘간단한’ 수학모델  블로그 주인은 이 영감님이 모 페이퍼 리뷰에서 너님 간단한 수학모델로 시뮬레이션 해보지? 했지만 가볍게 개무시한 추억을 가지고있다 ㅋ
그래서 세포,세포를 보자

세포생물학자는 자신의 아이디어를 테스트하기 위해서 화학약품을 치거나, 혹은 특정한 분자에 뮤테이션을 가진 세포를 관찰해왔다. ( 여기서 유전학자와 생물물리학자의 관점이 틀리다는 것에 유념할 것. 유전학자들의 관점에서 어떠한 분자가 필수적이라는 것은 그 분자가 없으면 생물이 살아남지 못함을 의미한다. 그렇지만 생물물리학자의 관점은 해당 프로세스가 정상적인 속도로 작동하기 위해서 특정 분자가 필요하다면 해당 분자는 필수적이라고 생각한다) 이런 실험들은 대개 특정한 해당 분자가 특정 프로세스에 참여한다는 것을 알려주지만, 시스템이 어떻게 작동하는지에 대해서는 알려주지 않는다. 시스템이 어떻게 작동하는지 이해하려면 특정 반응의 속도에 대한 정보가 필요하고, 그 다음에는 특정한 세포에서 반응에 참가하는 분자들의 농도에 대한 정보가 필요한데, 이런 정보는 대개 세포생물학자들이 얻기 힘든 것이었다. 이제 라이브 셀 이미징과 형광현미경의 발전에 따라서 단백질의 농도를 측정할 수 있게 되었고 세포 내에서의 반응속도의 측정의 목표가 이제 가능하게 되었다.

메커니즘에 대한 가설을 테스트하는데는 살아있는 세포의 분자의 동역학에 대한 정보가 필요하고, 외부변화에 따라서 이들이 어떻게 변화하는지가 필요하다. 라이브셀에서의 측정이 이제 필수불가결하게 된 이유라면, 세포라는 매우 밀도가 높은 환경에서 일어나는 생화학 반응이 기존의 생체외에서 측정된 생화학 반응, 즉 매우 농도가 낮은 환경에서 일어나는 것과 어떻게 틀린지를 비교해야 하기 때문이다. 대개 이런 측정은 복수의 세포에서 얻은 샘플에서 이루어졌지만, 이제는 한번에 하나의 세포에서 측정을 하는것이 필수다. 이제 유전적으로 동일한 세포도 서로 다르게 행동하고, 이러한 세포간의 차이가 생물학의 중요한 요소라는 것이 알려졌기 때문이다.

세포내에서의 동역학을 연구하는데는 여러가지 어프로치가 있다. 가령 셀사이클이나 엔도사이토시스와 같은 프로세스는 시간간격으로 어떻게 변해오는지를 계속 관찰할수 있기 때문에 상관없다. 그렇지만  전사과정이라든가 단백질 분비라든가 등등은 펄스체이스라든가 인히비터 처리라든가 등을 해서 시스템을 뒤흔들어놓고, 시스템이 어떻게 이러한 변화에 따라서 적응하는지를 보는 것이 중요하다. 뮤턴트를 잘 이용하는 것도 중요한데, 특히 생화학적으로 잘 특성이 파악된 것들에 의해서 세포동역학을 뒤흔들어놓는 것도 중요하다.

구조+생화학+세포 크로스

특정한 메커니즘에 대한 가설이 있다면 세포에서 관찰된 현상을 모델을 이용한 시뮬레이션이 재현하는지를 통해서 가설을 확인해볼수 있다. 개인적인 경험으로는, 우리가 세운 가설은 대개 이 단계에서의 검증에 통과하지 못하는 경우가 많다. 그렇지만 이런 실패를 통해서 우리는 가설의 문제점을 파악할 수 있게 된다. 일차적으로 세운 가설 추가적인 반응 혹은 좀 더 나은 파라메터를 이용하여 모델을 수정함으로써 시뮬레이션과 관찰값을 맞추어나가는 경우가 많이 있는데, 예를 보고 싶으면 나님의 랩에서 나온 논문 두 편 보삼 ㅋ

이러한 메커니즘에 대한 가설을 테스트하는데 유용한 관찰을 위해서는 매우 정교한 실험디자인이 필요하다. 가령 와일드타입 단백질이 있는 상황에서 플라스미드 가지고 형광단백질을 오버익스프레션한다든지와 같은 데이터는 정량적인 실험에서는 그닥 가치가 없다. 반면에 이제 새롭게 등장하는 테크닉 – TALEN 혹은 CRISPR – 등을 이용하면 이제 세포생물학자도 동물세포의 지놈에 코딩되어 있는 유전자에 형광단백질을 달아서 자기자신의 프로모터로 발현함으로써 정량적인 단백질발현양을 관찰할 수 있게 되었다. 요즘 대세는 기승전크리스퍼 뭐 이런 것들은 이미 효모에서는 널리 사용하고 있는 것이다. 이런 테크닉을 이용하면 단지 정량적인 단백질의 양 측정이 가능할 뿐만 아니라 어떤 tag를 달았을때 단백질의 기능을 저해하는지에 대한 정보도 알 수 있다.  이외에도 고려할 수 있는 것이라면 단백질을 변형할때 그냥 임의로 뚝딱뚝딱 잘라서 변형하는 것보다는 단백질이나 RNA의 구조 정보를 이용하여 특이적인 도메인등을 선택적으로 구조기반으로 제거하여 뮤턴트를 만드는 것들도 생각해 볼 수 있다.

뭐 요즘은 다 기승전크리스퍼죠

이런 새로운 메소드는 결국 학문의 진보를 이꿀어내고, 미래에도 이러한 진보가 계속될 것이다. 결국 어떤 과학적 의문이든 깊게 파면 팔수록 새로운 개념이 등장하게 마련이다. 사실 내가 생각하기에 지금 실험생물학이 당면한 가장 큰 문제는 기술적인 문제라던가 개념적인 문제가 아니다. 최근 급속히 심화되고 있는 연구비의 문제가 생물학자로 하여금 나님이 제시한 환원주의적 통합방법론을 실제로 구현하는데 제한하고 있다고 생각한다. 기승전돈

장기적인 관점에서 볼떄

세포생물학자는 앞으로도 수십년간 우리 분야를 활발하게 유지할 수 있는 충분한 근본적이면서 메카니즘적인 과학적인 의문들을 가지고 있다. 일부 과학자들은 세포생물학에서의 메커니즘적인 연구가 그저 이미 완성된 그림에 디테일을 추가하는 것이라고 믿는데, 나는 여기서 메커니즘 연구가 세포 생물학의 미래라고 강하게 주장한다. 특히 세포생물학의 실용적인 응용을 생각하면 말이다. 이러한 세포생물학에서의 메커니즘의 탐구는 암흑물질이나 암흑에너지가 단지 있다는 것을 아는 수준이 아니라 이것의 본질을 찾고자 하는 것만큼이나 본질적인 연구라고 나는 믿는다.