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[김우재의 보통과학자] 팬데믹의 희망과 과학자의 고난

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[김우재의 보통과학자] 팬데믹의 희망과 과학자의 고난

2020.12.31 12:00

과학만이 희망이다


신종코로나바이러스감염증(COVID-19·코로나19) 팬데믹(세계적 대유행)의 종식에 희망이 보인다. 인류 역사에서 결코 잊혀지지 않을 이번 팬데믹은 향후 인류가 걸어갈 방향에 막대한 영향을 미칠 것이다. 그동안 우리가 간과해왔던 너무나도 많은 사실들이 드러났고, 1년이 넘게 지속되는 팬데믹의 공포와 피로 속에서, 사람들은 과연 사회의 지속적인 발전을 위해 소중한 것이 무엇인지 깨닫게 되었다. 유럽의 선진국들은 어이없을 정도로 단순한 마스크를 생산할 인프라가 없어 초기 방역에 실패했고, 개인의 자유를 최상의 가치로 여기는 문화와 이에 기반한 서구민주주의의 정치체제 속에서, 마스크라는 가장 간단하고 강력한 방역의 도구가 정치화되는 악몽을 경험해야 했다. 

 

인간이 지독하리만치 사회적 관계를 필요로 하는 동물이라는 점이 드러났다. 사회적 거리두기는 소상공인의 막대한 경제적 피해를 가져온 것 뿐 아니라, 사회가 작동하기 위해 반드시 필요한 사회적 거리를 가늠하는 계기와 문화적 변화를 야기했다. 많은 사람이 모이는 미팅은 대부분 취소되었고, 우리가 너무나도 당연하게 생각하던 대면 모임의 대부분이 비대면으로 전환되었다. 코로나19 바이러스는 세상을 근본적으로 변화시키는 중이다.

 

코로나19가 전세계를 잠식하는 동안, 우리는 인류가 발명한 여러 도구들과 체제들 중 신뢰할 수 있는 것과 아닌 것을 가늠할 수 있었다. 심각한 팬데믹의 기간 동안 우리를 가장 좌절하게 만든 체제는 정치였다. 서구민주주의와 사회주의를 막론하고, 대부분의 정치체제 속의 정치권력은 시민의 안전과 영속보다 권력의 유지와 영속을 바란다는 자명한 사실이 다시금 확인되었다. 강대국 미국의 대통령은 전세계에서 가장 처참한 방역 대응을 보여주었고, 자신의 대통령 재선을 위해 코로나19 사태를 이용하는 악랄함을 보여주었다. 그는 코로나19에 걸렸고, 그 와중에도 가짜뉴스를 퍼뜨리며 시민을 속이는데 여념이 없었다. 

 

근대과학의 탄생지 유럽 또한 마찬가지였다. 독일을 제외한 대부분의 유럽 선진국들은 정치권력의 무능한 대응과 시민들의 비협조로 인해, 코로나19 팬데믹의 가장 큰 희생자가 되었고, 그들이 구축해온 의료체제와 경제체제 속에 내재된 불평등과 모순을 드러냈다. 일본은 더욱 처참했다. 일본의 정치권력은 부패의 늪에 빠져 진단키트조차 제대로 사용하지 못했고, 그 와중에도 올림픽 행사를 치르려는 무모함을 보여주었다. 한국이 지난 반세기동안 선진국의 모범이라 여겼던 미국와 일본 그리고 유럽 모두 코로나 방역에 실패했고, 그동안 우리가 큰 관심을 보내지 않았던 뉴질랜드, 대만, 호주, 싱가폴 등의 국가들이 가장 성공적인 방역으로 세계를 놀라게 했다. 

 

물론 한국도 최전방의 의료진과 간호사, 그리고 공무원들의 노력으로 방역에 성공적이었지만, 다시 하루 확진자 1000명 대로 접어들며 어려움을 겪고 있다. 코로나19는 그동안 우리가 당연하게 교과서에서 배웠던 선진국의 기준을 통째로 의심하게 만들었다. 세계는 코로나19 이전부터 불평등을 가속화시키는 방향으로 악화되어가고 있었으며, 어쩌면 코로나19는 바로 그 악화의 어두운 면을 드러내는 촉매였는지 모른다⁠.

 

블룸버그에서 조사한 코로나19 방역대응 순위. 블룸버그  The Best and Worst Places to Be in Covid: U.S. Sinks in Ranking 기사 갈무리
블룸버그에서 조사한 코로나19 방역대응 순위. 블룸버그  The Best and Worst Places to Be in Covid: U.S. Sinks in Ranking 기사 갈무리

제약사 모더나와 독립적으로 코로나19 mRNA 백신을 개발한 화이자 본사의 벽에는 ‘과학이 이긴다’라는 구호가 걸렸다. 코로나19 팬데믹의 종식을 위한 신호탄은 우리가 가장 큰 권력을 쥐어주었던 정치인들로부터가 아니라, 언제나 뉴스에서 무시되고 대중에게 외면받았던 과학의 진보와 숨은 과학자들의 노력으로부터 왔다. 평소 수년이 걸리던 백신개발이 10개월도 채 걸리지 않아 성공적으로 완수되었고, 미국과 영국 등의 국가에선 이미 백신 접종이 이루어지고 있다. 코로나19는 계속해서 성공을 알리는 백신의 등장으로 진정세를 맞이할 것이고, 얼마가지 않아 종식될 것이다. 물론 독감처럼 매년 찾아오는 불청객이 될 수도 있지만, 전세계 수많은 과학자들이 분석하고 연구한 이 바이러스에 대한 연구 덕분에, 코로나19는 적어도 다시는 인류의 큰 적이 되기는 힘들 것이다. 그리고 우리는 아마도 천천히 하지만 다시 일상으로 돌아가게 될 것이다. 

 

우리가 코로나19 이전에 향유했고, 또 코로나19가 종식되면 복귀할 일상에서 과학과 과학자들은 주목받지 않는다. 우리가 매일 읽고 듣고 공유하는 뉴스의 대부분은, 코로나19 사태에서 우리를 실망시키기만 했던 정치뉴스와 경제뉴스, 그리고 연예뉴스와 스포츠뉴스들이다. 대부분의 사람들에게 과학과 과학자는, 고리타분하고 따분하고 어려운 대상이며, 언론은 그들에 대해 다루지도 주목하지도 않는다. 어쩌면 그것이 과학과 과학자의 숙명인지도 모른다. 언론에 자주 오르내린다고 해도 사회에서 꼭 중요한 역할을 담당한다는 건 아닐지 모른다. 하지만 조용히 코로나19의 종식을 준비하고 결국은 코로나19를 종식시킬 해답은, 정치인도 스포츠 스타도, 셀럽도 아닌 과학자의 손을 통해서 등장할 것이다. 과학은 화려하지 않지만 우리의 관심 아래서 조용히 하지만 묵묵하게 세상을 구하고 있다. 과학은 그렇게 이긴다⁠.

 

코로나19 백신 개발을 성공적으로 마친 화이자 본사 벽엔 “과학이 이긴다”라는 문구가 걸렸다. 연합뉴스 제공
코로나19 백신 개발을 성공적으로 마친 화이자 본사 벽엔 “과학이 이긴다”라는 문구가 걸렸다. 연합뉴스 제공


카탈린 카리코, 40년의 고난과 mRNA 백신


코로나19 사태를 결정적으로 뒤집은 과학적 혁신은 RNA라는 분자로부터 왔다. RNA는 지구상 모든 생명의 기원으로 추정되는 물질이며, 지구상 대부분의 생물이 보유한 유전물질의 지위를 DNA에 내주고 난후엔 DNA가 담당하지 못하는 여러 기능을 수행하는, 생명체 유지에 필수적인 물질이다. 대부분의 원핵생물과 진핵생물의 유전물질은 DNA로 진화했지만, 여전히 바이러스의 상당수는 RNA를 유전물질로 사용한다. 코로나19 바이러스도 마찬가지다⁠.

 

DNA의 정보가 단백질로 번역되기 위해서는 메신저RNA(mRNA)라는 중간단계를 거쳐야 한다. 전령RNA라고도 불리는 mRNA는 단백질을 구성하는 아미노산 서열의 정보를 가진 핵산의 한 종류이며, 세포핵에서 전사라는 과정을 거쳐 만들어진 후, 세포핵 밖으로 나와 리보솜이라는 단백질 생산공장에 주형을 제공하는 역할을 담당한다. 백신은 물론이고 대부분의 질병치료제는 RNA라는 분자가 아니라 화학물질이나 단백질을 직접 사용한다. 왜냐하면 RNA라는 물질 자체가 불안정하고 세포 밖에서 쉽게 분해되어버리기 때문이다. 세포내에는 이렇게 불안정하지만 중요한 정보를 담고 있는 RNA를 보호하기 위해 수많은 단백질들이 RNA에 붙어 RNA의 정보를 보호하고 안정적인 유전자 발현과정을 이끈다. 

 

하지만 만약 특정한 단백질을 생산할 수 있는 mRNA를 세포 안으로 안정적으로 보낼 수 있다면, 그 기술은 수많은 유전병과 암과 같은 질병치료에 획기적인 전환을 마련할 수 있다. 그래서 오래전부터 수많은 과학자들은 mRNA를 질병치료제로 사용하려는 노력을 해오고 있었다. 간간히 mRNA를 이용한 동물실험의 성공보고가 알려졌고, 시험적인 임상에서의 결과가 나오기도 했지만, 코로나19 백신이 mRNA를 이용해서 성공할 것이라고 예측한 과학자는 거의 없었다. 전통적인 바이러스 백신은 아데노바이러스를 이용하거나 불활화된 바이러스 껍데기를 사용하거나, 독성을 없앤 바이러스를 사용하는 종류가 대부분이었기 때문이다. 하지만 이번에 모더나/바이오앤텍사와 화이자가 개발한 mRNA 백신은 나노입자를 이용해 mRNA를 코팅해서 안정적으로 코로나19 바이러스의 껍질 단백질을 코딩한 mRNA를 세포내로 전달할 수 있음을 보여주었다. 게다가 mRNA를 백신으로 활용하게 되면, 암이나 다른 질병의 경우처럼 여러번 주입하지 않아도 된다는 장점이 있다. 왜냐하면 한 두번의 mRNA 백신 접종이 우리 몸의 면역계를 활성화시켜 면역계에 기억을 만들기 때문이다⁠. 

 

닝포성 섬유종을 치료하는 mRNA 나노파티클의 원리. 몰레큘러 테라피 제공
닝포성 섬유종을 치료하는 mRNA 나노파티클의 원리. 몰레큘러 테라피 제공

현재 대부분의 과학자들은 내년 노벨생리의학상이 mRNA 백신에 주어질 것이라고 확신하고 있다⁠9. 그리고 아마도 현재 바이오앤텍에서 근무하고 있는 카탈린 카리코가 반드시 노벨상을 받을 것이다. 코로나19 mRNA백신의 신속한 개발 뒤에는, 카리코 박사의 집념이 존재한다. 카리코 박사는 헝가리에서 태어나 아틸라요제프대에서 ‘바이러스성 짧은 RNA 분자의 합성과 적용’을 주제로 박사 학위를 받았다. 이후 그는 미국 템플대에서 박사후연구원으로 연구를 시작하지만, 지도교수로부터 강제추방을 하겠다는 협박과 모욕을 당한 후 펜실베이니아대로 이직해야 했다. 하지만 그곳에서도 카리코 박사의 mRNA 의약품에 대한 연구는 비현실적이라고 조롱받았다. 심지어 대학은 그의 연봉 삭감과 연구 지속 둘 중 하나를 선택하라며 강요하기도 했다. 심지어 펜실베이니아대는 그에게 mRNA연구를 포기하라는 협박까지 했다. 결정적으로 그는 1995년 암 진단을 받았고, 그의 남편은 영주권 취득을 위해 헝가리에 돌아갔다가 미국으로 돌아오지 못하는 상황에 빠졌다. 카리코는 암 수술을 이어가면서 딸을 혼자 키우며 박봉으로 연구를 이어갔고, 다행히 미국립보건원(NIH)의 바이스먼 박사를 만나 겨우겨우 연구를 이어갈 수 있었다.

 

어렵게 mRNA를 이루는 핵산 중 우리딘 U를 대체하면 생체내 독성이 완화된다는 결과를 논문으로 출판했지만, 학꼐는 그와 바이스만의 연구에 그다지 주목하지 않았다. 하지만 스탠퍼드대의 한 연구자가 카리코 박사의 연구에 관심을 가졌고, 카리코 박사는 그 연구자와 함께 모더나라는 생명공학 스타트업 회사에 합류하게 된다. 이후 모더나의 기술은 터키계 기업가인 우구르 사힌(Ugur Sahin)이 설립한 기업 바이오앤텍와 협력관계를 맺게 되고, 두 회사는 인플루엔자용 mRNA 백신개발에 착수했다. 카리코 박사의 mRNA 백신이 모더나와 바이오앤텍이라는 두 회사에서 현실화되고 있었지만, 펜실베이니아대는 1995년 강등시킨 카리코 박사의 교수 지위를 복구시켜주지 않았다. 오히려 그들은 카리코 박사에게 ‘바이오앤텍’이라는 회사는 웹사이트도 없다며 조롱하기 바빴다. 2020년 코로나19의 백신으로 가장 먼저 접종되기 시작한 화이자와 모더나의 백신은, 한 여성 과학자의 40년의 고난이 인류에게 안겨준 선물이다⁠. 

 

헝가리에서 박사학위를 받고 미국의 과학계에서 온갖 수모를 당했던 여성 과학자 카탈린 카리코가 없었다면, 코로나19 백신도 없었을지 모른다. 위키피디아 제공
헝가리에서 박사학위를 받고 미국의 과학계에서 온갖 수모를 당했던 여성 과학자 카탈린 카리코가 없었다면, 코로나19 백신도 없었을지 모른다. 위키피디아 제공

 

이민자들, 과학자의 싸움, 그리고 흑인 과학자


카리코 박사는 헝가리 출신의 미국 이민자였다. 마찬가지로 화이자와 함께 mRNA 백신 개발에 성공한 독일계 회사 바이오앤텍은 터키계 이민자 과학자인 우구르 사힌과 외즐렘 튀레지 부부가 설립했다. 사힌과 튀레지의 부모는 1960년대 후반 독일로 넘어온 터키인이었고, 사힌은 터키 남부에서 태어나 네살 때 독일 쾰른으로 이주했다. 이 둘은 의대를 졸업하고 연구원으로 일하며 만났고, 실험실 가운을 입고 결혼식을 진행할 정도로 의학연구에 열정적인 과학자들이었다⁠. 원래 바이오앤텍은 항암 면역치료법을 연구하는 회사였지만, 코로나 바이러스의 확산이 급격히 일어나면서 같은 원리의 mRNA 치료제를 백신에 적용해서 10개월만에 백신을 개발했다. 그들은 천문학적인 주식부자가 되었지만, 여전히 자전거를 타고 회사에 출근하고 있다⁠.

 

독일 바이오앤텍 사를 설립한 우구르 사힌과 외즐렘 튀레지 또한 터키 이민자 출신의 과학자 부부다. 바이오엔테크 홈페이지 캡쳐
독일 바이오앤텍 사를 설립한 우구르 사힌과 외즐렘 튀레지 또한 터키 이민자 출신의 과학자 부부다. 바이오앤텍 홈페이지 캡쳐

코로나19 백신 접종이 시작되었지만, 미국은 백신접종을 거부하는 일부 극우파와 트럼프 지지자들 때문에 걱정이다. 안티백신운동은 미국을 건너 한국에서도 일부 유행하고 있는 유사과학운동이며, 이들은 자신의 건강 뿐 아니라 자녀와 이웃에게까지 피해를 입히는 공공의 해악이다. 그래서 현재 미국의 전직 대통령들과 유명 정치인들은 직접 백신을 맞는 광경을 공개하며 시민들을 설득하는 중이다. 피터 호테즈 박사는 베일러의대에서 열대 감염병 연구와 백신을 연구해온 의사이자 과학자로, 오래전부터 안티백신운동과의 싸움에서 선봉장 역할을 해온 인물이다⁠. 그는 자폐증을 앓는 자녀를 둔 부모로서, 백신과 자폐증의 관계에 음모론을 제기하는 안티백신운동 진영에 맞서 책까지 집필하며 치열하게 맞서고 있다. 

 

피터 호테즈 박사
피터 호테즈 박사와 그의 저서 《Vaccines Did Not Cause Rachel's Autism》 표지

국제학술지 네이처는 이달 초 코로나와의 전쟁에서 인류가 승리하도록 이끈 과학자들을 영웅이라며 치켜세웠다. 거기엔 세계보건기구(WHO) 사무총장과 각국에서 초기 코로나 방역을 주도한 의학자와 과학자의 이름이 쓰였다⁠. 하지만 네이처의 영웅주의는 코로나19와의 승리에 진정으로 기여한 무명의 과학자들의 이름을 기록하지 않았다. 하지만 카탈린 카리코와 우구르 사힌의 이야기는, 과학계가 승리자의 역사 뿐 아니라, 소외된 과학자와 그들의 처지에 왜 좀 더 신경을 써야 하는지 보여주는 좋은 사례다. 나아가 이들의 얘기는 한국 과학계가 전혀 신경조차 쓰지 않고 있는 문제를 우리에게 제시한다. 그건 바로 이민자들이다.

 

코로나19 백신개발이 가속화되면서 키지 코베트라는 과학자가 부각되었다. 코베트 박사는 2020년 초부터 코로나 백신을 개발하고 배포하는 과정에서 가장 눈에 띄는 과학자였는데, 그건 바로 그가 여성일 뿐 아니라 흑인이기 때문이었다. 많은 과학자들이 알면서도 침묵하고 있지만, 미국 과학계에서 흑인을 찾는건 거의 불가능에 가까운 일이다. 다른 어떤 영역보다 과학계엔 흑인이 거의 존재하지 않는다. 이 사실이 과학계에 인종차별이 존재하고 과학자들이 인종차별주의자임을 드러내는건 아니다. 현실은 그보다 더 비극적이다. 과학자들의 대부분이 인종차별과는 거리가 먼 사람들임에도 불구하고, 흑인 과학자를 찾기 힘들다는 사실은, 이러한 계급화가 사회에 구조적으로 고착화되었다는 의미이기 때문이다. 이런 맥락에서 과학자 사회의 잘못은 이런 차별의 구조적 고착을 인지하면서도 수정하려는 노력을 하지 않았다는 데서 찾아야 할 것이다.

 

카리코 박사와 사힌 및 튀레지 박사는 각각 미국과 독일의 이민자 출신 과학자였다. 이민자 출신으로 큰 어려움을 겪었겠지만, 적어도 그들은 해당 국가에서 기반을 다지고 살아남았다. 즉, 미국과 독일이라는 국가에는 여전히 인종차별이 존재하지만, 적어도 과학계의 이민자들에겐 기회가 존재한다는 뜻이다. 그건 미국으로 이민을 떠난 한국의 수많은 과학자들이 누구보다 더 잘 아는 사실이다. 하지만 한국은 어떤지 살펴볼 필요가 있다. 중국은 물론 동남아시아에서 수많은 유학생들이 한국으로 몰려든지 십년이 훌쩍 넘었지만, 우리는 그들에게 대학의 교수직과 주요보직을 공평하게 제공하고 있는가. 아니다. 한국의 과학계는 그런 의미에서 세계 그 어느 국가보다 폐쇄적이고 인종차별적이다. 한국은 언제쯤 피부색이 다른 과학자에게 공평한 기회를 보장하는 나라가 될까⁠17. 이번 코로나 백신 개발을 지켜보면서 한국 과학계가 고민해야 하는 부분이다. 그리고 바로 그 현실이, 과학계는 도대체 왜 ‘공정’이라는 문제를 고민해야 하는지에 대한 질문을 던진다. 

 

※참고자료
-https://www.wired.kr/news/articleView.html?idxno=2635&fbclid=IwAR3gPFD6brwpdLI3mfBqS6v6HLST1h-S2btKEZcWK1WSa2XScst5k8l38fg
- 김우재,  ‘노벨상과 코로나’를 참고 http://www.hani.co.kr/arti/opinion/column/947386.html 스웨덴의 방역에 관해서는 뉴스톱의 다음 글 “'멍청한 이유'로 사람을 죽이는 나라는 있다”를 참고할 것.
http://www.newstof.com/news/articleView.html?idxno=11393
-블룸버그에서 조사한 코로나19 방역대응 순위 https://www.bloomberg.com/graphics/covid-resilience-ranking/?fbclid=IwAR1PM2jcqGhO9GyLwV5dSd2RTiZBkPz7IMd82vo32Z9tUgH3fUsaXQ_byGU
-http://www.newstomato.com/ReadNews.aspx?no=1014115 내 글 ‘과학이 이긴다’를 참고할 것.
-RNA에 대한 이야기는 김우재 [미르이야기]를 참고할 것. https://www.sciencetimes.co.kr/news/rna-%EC%9E%A1%EC%B4%88%EC%9D%98-%EC%8B%9C%EB%8C%80/
-https://www.ibric.org/myboard/read.php?Board=news&id=325922&SOURCE=6&fbclid=IwAR0NQ2hWHMjyMaHeQ7hV33nbBM8PTEJNoRwkff6g3eFgqe4mTh4wzad7aBE
-닝포성 섬유종을 치료하는 mRNA 나노파티클의 원리. https://www.ibric.org/myboard/read.php?Board=news&id=325922&SOURCE=6&fbclid=IwAR0NQ2hWHMjyMaHeQ7hV33nbBM8PTEJNoRwkff6g3eFgqe4mTh4wzad7aBE
-mRNA 백신의 원리는 다음 기사를 참고할 것. https://news.joins.com/article/23917252
-카리코 박사의 일대기는 다음 와이어드 지의 기사를 볼 것. https://www.wired.kr/news/articleView.html?idxno=2635&fbclid=IwAR3gPFD6brwpdLI3mfBqS6v6HLST1h-S2btKEZcWK1WSa2XScst5k8l38fg
-헝가리에서 박사학위를 받고 미국의 과학계에서 온갖 수모를 당했던 여성 과학자 카탈린 카리코가 없었다면, 코로나19 백신도 없었을지 모른다. https://www.telegraph.co.uk/global-health/science-and-disease/redemption-one-scientists-unwavering-belief-mrna-gave-world/?fbclid=IwAR3Bl-GByMHNjwk3x9Y-P1deJUVwp5eLJYM9LTCiyMsKiAN39XT0dLOhn6s
-이세영 기자, 조선일보, 결혼식도 실험실서...이 부부 코로나 대박에도 자전거 출근https://www.chosun.com/economy/tech_it/2020/11/10/NHDSDMUH5NCWHAPAKGQSAHHOFE
-독일 바이오앤텍 사를 설립한 우구르 사힌과 외즐렘 튀레지 또한 터키 이민자 출신의 과학자 부부다.  김승현 기자, 조선일보, 백신 개발한 흙수저, 재산 5조 대박에 세계 500대 부자로https://www.chosun.com/economy/science/2020/12/04/ZDBIWOUZRBDHHKX7342YMDJ7BU/
-이영완 과학전문기자, 조선일보, “코로나 전쟁… 이 과학자들이 영웅입니다” https://www.chosun.com/economy/science/2020/12/16/WDE6XXPBQFGEPDTZ33WIOS3MNE/
-김우재, 한겨레, [야! 한국 사회] 이주 노동자 교수, http://www.hani.co.kr/arti/PRINT/764995.html

 

※필자소개 

김우재 어린 시절부터 꿀벌, 개미 등에 관심이 많았다. 생물학과에 진학했지만 간절히 원하던 동물행동학자의 길을 자의 반 타의 반으로 포기하고 바이러스학을 전공해 박사학위를 받았다. 이후 박사후연구원으로 미국에서 초파리의 행동유전학을 연구했다. 초파리 수컷의 교미시간이 환경에 따라 어떻게 변하는지를 신경회로의 관점에서 연구하고 있다. 모두가 무시하는 이 기초연구가 인간의 시간인지를 이해하는데 도움이 될 것이라고 주장하고 다닌다. 과학자가 되는 새로운 방식의 플랫폼, 타운랩을 준비 중이다. 최근 초파리 유전학자가 바라보는 사회에 대한 책 《플라이룸》을 썼다.

 

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