기획·칼럼

55년 만에 등장한 여성 노벨 물리학상 수상자

[2020 노벨상] (3) 2018년도 영광의 수상자들

2018년도는 노벨상 수상 역사상 특별한 한 해였다. 55년 만에 노벨 물리학상에 여성 과학자가 호명됐기 때문이다. 노벨 화학상에도 역대 5번째 여성 노벨상 수상자가 탄생했다.

117년 만에 물리학상과 화학상에 두 여성이 동시에 호명되며 과학계 역사도 한 걸음 더 큰 발자국을 떼게 됐다.

2009년도에 노벨 화학상과 노벨 생리의학상 수상에 각각 아다 요나트(Ada Yonath), 캐럴 그라이더(Carol Widney Greider), 엘리자베스 블랙 번(Elizabeth Helen Blackburn) 등 세 명의 여성 과학자가 탄생한 역사적인 수상 이후 9년 만에 일어난 쾌거였다.

117년 동안 19명의 여성 노벨 과학상 수상자 탄생

1901년부터 2017년도까지 노벨 과학상은 617명이 수상했다. 하지만 117년 동안 노벨 물리학상 여성 수상자는 마리 퀴리(Marie Curie, 1867~1934), 마리아 괴퍼트 메이어(Maria Goeppert-Mayer, 1906~1972) 뿐이었다.

지난해 7월 12일 서울 관악구 서울대학교에 과학 강연을 온 도나 스트리클런드 교수는 이날 청중의 질문에 답하며 “한국에도 곧 노벨상 수상 소식이 들릴 것”이라며 응원하기도 했다. ⓒ 김은영/ ScienceTimes

노벨 화학상 또한 마리 퀴리가 초대 화학상 수상으로 중복 수상한 사례와 마리 퀴리의 뒤를 이어 연구한 마리 퀴리의 딸 이렌 졸리오 퀴리(Irène Joliot-Curie, 1897~1956)를 제외하면 도러시 호지킨(Dorothy Hodgkin, 1910~1994)과 아다 요나트(Ada Yonath) 뿐이었다.

노벨 생리의학상은 물리학상이나 화학상보다는 상대적으로 많은 수의 여성 노벨 과학상 수상자를 배출했다. 1947년 거티 코리(Gerty Cori, 1896~1957)부터 2015년도에 투유유(Tu Youyou)까지 12명의 여성 과학자가 노벨 과학상의 영예를 얻었다.

이러한 척박한 현실 속에서 2018년도에 노벨 물리학상을 수상한 도나 스트리클런드(Donna Strickland) 캐나다 워털루 대학 교수는 ‘고강도 초단파 광펄스 생성 기술(Generating high-intensity, Ultra-short optical pulses)’을 생성할 수 있는 기술을 개발한 성과로 과학계의 높은 유리 천장을 뚫었다.

지난해 7월 서울 관악구 서울대학교 과학 강연에 참석한 도나 스트리클런드 교수는 34년 전 자신의 논문이 연구의 시발점이 된 후 30여 년간 함께 연구한 결과로 노벨 물리학상을 수상하게 된 결과에 대해 “운이 좋았다”며 겸손하게 말했다.

2018년도 노벨 물리학상의 쾌거를 이뤄낸 도나 스트리클런드 캐나다 워털루대 교수. ⓒ nobelprize.org

이들이 개발한 처프 펄스 증폭 기술(CPA, Chirped Pulse Amplification)은 아인슈타인에 이어 찰스 타운스(Charles H. Townes), 고든 굴드(Gordon Gould)를 거쳐 마침내 1960년 메이먼(Theodore H. Maiman)에 이르는 레이저 광선 발견의 결과를 기반으로 시작됐다.

인류는 이들이 개발한 CPA 기술을 사용해 기존의 레이저보다 1000배 이상 강도를 증가시킬 수 있는 고출력 레이저를 만들 수 있게 됐다. CPA 기술은  라식 수술이나 유리 정밀 가공, 스마트폰 제조, 암 치료 등에 활용되면서 현재 우리 생활에 없어서는 안 될 중요 기술로 자리매김하고 있다.

역대 5번째 화학상의 쾌거, 프랜시스 해밀턴

2018년도를 더욱 특별하게 해 준 노벨 화학상의 주인공은 미국의 화학공학자인 프랜시스 해밀턴 아널드(Frances Hamilton Arnold) 미국 캘리포니아공과대학교 교수다.

프랜시스 아널드 교수가 지난 2018년 12월 8일 스톡홀름 대학의 아울라 마그나에서 노벨 강의를 하고 있다. ⓒ nobelprize.org

역대 여성 노벨 화학상의 5번째 주인공인 그는 아다 요나트(Ada Yonath) 수상 이후 9년 만에 화학상을 거머쥐었다. 전 수상자인 아다 요나트는 이스라엘의 결정학자(crystallographer)로 리보솜의 기능과 구조에 대한 연구로 지난 2009년에 벤카트라만 라마크리슈난(Venkatraman Ramakrishnan)과 토머스 스타이츠(Thomas Arthur Steitz)와 함께 노벨 화학상을 받았다.

프랜시스 아널드 교수는 ‘효소의 유도 진화(for the directed evolution of enzymes)’에 대한 연구의 결과로 노벨 화학상을 수상했다. 아널드 교수는 1993년 효소의 유도 진화를 처음으로 이뤄냈다. <동영상 바로가기>

2018년 12월 노벨 연회에 참석한 프랜시스 아널드 교수. ⓒ nobelprize.org

‘효소의 유도 진화’란 미생물이나 효소를 만들기 위해 의도적으로 방향을 설정한 진화를 일으킨다는 의미다.

노벨 위원회는 “수상자들은 진화를 통제하는 효소의 유도 진화와 인류의 화학적 문제를 위해 원하는 항체와 단백질을 개발하는 방법을 찾아냈다”라고 선정 사유를 설명했다.

프랜시스 아널드 교수의 연구를 통해 앞으로 인류는 진화의 원리를 이용해 더 안전하고 친환경적인 단백질을 만들어낼 수 있게 됐다.

이들 과학자들이 3~40년에 걸쳐 만든 이 소중한 연구의 결실이 앞으로 우리에게 어떤 영향을 주고 혜택을 줄 것인지 다음 노벨상 수상도 기대하게 한다.

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