미국·영국 3명 노벨화학상…9년 만에 여성 수상

진화의 방향 비틀어 새로운 효소·항체 개발

美 아널드·스미스, 英 윈터
20조 의약품 '휴미라' 탄생 공헌

프랜시스 아널드(왼쪽부터), 조지 스미스, 그레고리 윈터.

올해 노벨화학상은 생명 진화의 비밀을 밝힌 과학자 세 명에게 돌아갔다. 전날 발표된 노벨물리학상에 이어 이틀 연속으로 여성 수상자가 나왔다. 여성 과학자가 노벨화학상을 받는 것은 9년 만이다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 3일 미국의 프랜시스 아널드 캘리포니아공대 교수(62)와 조지 스미스 미주리대 교수(77), 그레고리 윈터 영국 케임브리지대 MRC 분자생물학연구소 연구원(67)을 노벨화학상 수상자로 선정했다. 스웨덴 왕립과학원은 “세 명의 과학자들이 다윈의 진화론을 시험관에서 구현했다”며 “진화를 통제하는 요소들을 연구해 인류가 필요로 하는 항체와 단백질을 개발했다”고 설명했다.

아널드 교수는 역대 다섯 번째로 노벨 화학상을 받는 여성 과학자로, 단백질의 진화 방향을 바꾸는 ‘유도 진화’ 기술로 널리 알려져 있다. 생물을 구성하는 단백질은 시간이 지나면서 염기서열의 일부가 바뀐다. 이로 인해 발생한 돌연변이가 진화를 이끈다. 아널드 교수는 단백질 진화 과정에 의도적으로 개입해 특정한 성질을 발현시키는 기술을 1993년 처음으로 시연했다. 이렇게 만들어진 단백질 효소는 신재생에너지 연료와 제지, 섬유 제품 등에 널리 활용되고 있다. 아널드 교수는 올해 노벨화학상 상금 900만크로나(약 11억2200만원) 중 절반을 가져간다.

나머지 상금 절반은 스미스 교수와 윈터 연구원이 나눠 갖는다. 스미스 교수는 박테리아를 감염시키는 바이러스인 박테리오파지를 활용해 새로운 형질을 갖춘 단백질을 만들어 내는 ‘파지 전시법’을 1987년 처음으로 개발했다. 윈터 연구원은 파지 전시법으로 새로운 약품을 만드는 방법을 알아냈다. 조유희 차의과대병원 교수는 “윈터 연구원의 연구 결과를 토대로 글로벌 매출 1위를 달리는 바이오의약품 휴미라(성분명 아달리무맙)가 탄생했다”고 설명했다.

휴미라는 류머티즘관절염 등 자가면역질환에 쓰이는 치료제로, 2002년 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받았다. 지난해에만 184억2700만달러(약 20조6300억원)어치가 판매됐다. 삼성바이오에피스 등 여러 제약업체들이 휴미라 복제약 개발에 뛰어든 상태다.

송형석 기자 click@hankyung.com