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듀보스의 항생제 발명
플레밍은 플로리, 체인과 함께 페니실린을 발견한 업적으로 1945년 노벨 의학·생리학상을 탔으며, 그에 대한 이야기는 많은 사람들이 잘 알고 있다. 그러나 항생제에 선구자 역할을 한 듀보스는 잘 알려져 있지 않다.
르네 듀보스는 1901년 파리 교외의 작은 도시 생브리스에서 태어났다. 그는 1919년 파리 샤탈대학을 나온 뒤 류마틱 열병에 걸려 다른 대학원의 입학시험을 치를 수 없어 국립농업연구소에 들어갔다.
1924년 그는 미국으로 가는 배에서 럿거스대학의 세균학 교수인 셜만 와크스맨과 만나게 된다. 배가 미국 항구에 닿기 전에 와크스맨은 듀보스에게 럿거스대학 대학원에 들어갈 것을 권했다.
1927년 듀보스는 럿거스대학원 세균학 박사 학위를 받고 나서도 연구를 계속하였다. 그러던 가운데 듀보스는 미생물학을 연구할 수 있는 가장 좋은 장소는 격리된 연구실이 아니라 복잡한 상호작용을 하는 환경이며, 그곳에서는 미생물학에 관한 중요한 실마리가 풀린다는 소련 토양 미생물학자 세르게이 비노그라드스키의 논문에 큰 감명을 받았다.
이런 접근법은 듀보스에게 평생을 두고 큰 영향을 미쳤다. 그래서 그는 어떤 목적에도 잘 맞는 미생물을 관리하는 방법을 이용하여 토양 조작 기술을 개발하기 시작했다.
그 당시 듀보스에게는 록펠러 의학연구소(록펠러대학의 전신)에서 초청장이 날아와 곧 그곳으로 떠났다.
우연한 기회에 세균학자 오스왈드 에이버리와 자리를 함께한 듀보스는 그와 많은 이야기를 나누게 되었다. 에이버리가 치명적인 타입Ⅲ 페렴구균의 다당류 코팅을 용해할 미생물을 발견하는데 관심을 보이자 듀보스는 자신의 토양 조작 기술에 대해 자세히 설명했다.
세균을 치명적으로 만든다는 것은 바꿔 말해서 숙주의 방어력으로 코팅이 용해되지 않았다는 것을 뜻하는 것이다.
듀보스는 이런 미생물들이 반드시 존재하거나 또는 다당류가 대량으로 자연스럽게 축적되고 있을 것이라고 생각했으므로, 자신 있게 그 미생물을 찾아낼 수 있다고 에이비리에게 말했다.
“나도 당신이 생각에 동의합니다.”
에이버리는 듀보스의 설득력 있는 설명과 자신 있는 태도가 무척 마음에 들었다.
“록펠러 연구소에 자리가 하나 있는데 오셔서 연구할 생각은 없는지요?‘
듀보스는 흔쾌히 승낙했다. 그로부터 3년 뒤, 그는 늪에서 나온 토양 샘플에서 바라던 미생물을 발견했으며, 거기에서 코팅을 용해하는 효소를 추출해 냈다.
이 효소는 항생물질이 아니었다. 그 이유는 이 효소가 실제로 세균을 죽이는 것이 아니라 다당류 코팅을 제거함으로써 피해숙주의 방어능력이 나머지 일을 치르게 하
기 때문이다. 그러나 이것은 폐렴에 감염된 생쥐를 치유할 정도로 효과가 있었다.
스퀴브 의학연구소 명예소장인 조지 매칸네스는 듀보스의 업적에 대해 이렇게 말했다.
“그는 항생제의 원료를 자연에서 차지 하기 위한 바탕을 마련했으며, 찾을 수 있는 방법을 제시하여 주었다.”
그 뒤 듀보스는 세균을 완전히 소화하는 미생물을 찾으려고 노력하면서 1930년대 말까지 토양 조작 방법을 계속 연구해 나갔다.
1939년 2월 듀보스는 세균 공격 미생물인 ‘바실리스 브레비스의 관리에 의한 최초의 보고를 발표했다. 이것은 폴리펩티드 타이로시덴과 그라미시딘으로 되어 있다는 것이 밝혀졌다. 특히 그라미시딘은 동물 감염에 방어 효과를 발휘한다는 것이 드러났다. 그는 토양 미생물 사이의 서로 대립적인 원리를 조직적으로 연구하여 처음으로 향균 원리를 밝혀 낸 것이다.
한편 향균 메커니즘에 관해 순수한 학문적인 연구에 착수했던 플로리와 체인은 듀보스의 연구결과를 알게 됨으로써 페니실린과 같은 미생물 연구에서 조직적인 기법이 얼마나 중요한가를 깨닫게 되었으며, 미생물이 지닌 화학요법의 잠재력도 알게 되어, 마침내 페니실린 치료제 개발에 성공하게 된 것이다.
듀보스가 발견한 최초의 항생제 그라미시딘은 독성이 너무 강해서 사람에서 사용할 수 없었으나, 폐렴구균·포도구균·연쇄구균과 같은 양성 병원균으로부터 동물을 보호하는 데는 성공적으로 이용되었다.
1939년 만국 박람회에 출품된 보덴 소떼들이 유선염에 걸렸을 때 설퍼약으로는 효과를 보지 못했으나 그라미시딘은 뛰어난 효과를 보여주었다.
그는 항생물질 연구에서 선구적인 업적으로 1942년 하버드대학에서 명예 이학박사 학위를 받은 것을 비롯해 11개 대학에서 이학 및 의학박사 학위를 받았다, 또한 1946년 로버트 코흐 백주년기념상, 미국의학협회상, 1996년 미국태평양과학센터 금상 등 수상경력이 수십 회에 이른다.
왕 연 중
(한국발명문화교육연구소 소장, 영동대학교 발명특허공무원학과 겸임교수)
(이메일 : wangyj39@dreamwiz.com 전화 : 011-890-8578 )
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