[하리하라의 사이언스 인사이드]결정적 순간은 홀로 이루어지지 않는다

역사에는 결정적 순간이란 것이 있다. 이전까지는 없던 새로운 개념이나 관점을 누군가가 최초로 깨닫고 그 이후로는 역사의 행보가 달라지는 순간 말이다. 1928년의 어느 날 역시도 그 결정적 순간의 하나라고 여겨진다. 바로 알렉산더 플레밍이 실험용으로 키우던 세균 배양접시에 페니실린을 품은 푸른곰팡이가 날아든 순간 말이다.

흔히 페니실린은 ‘최초의 항생제’라 불린다. 항생제(antibiotics)란 “미생물이 다른 미생물의 성장과 증식을 억제하거나 사멸시키기 위해 만들어내는 물질”을 의미한다. 미생물들이 경쟁자를 물리치고 자신만 살아남기 위해 만들어낸 화학무기가 바로 항생제인 셈이다. 미생물들은 아주 오래전부터 저마다 다양한 종류의 항생제를 만들어 서로를 견제해왔다. 하지만 인간이 이를 눈치채고 이용하기 시작한 건 플레밍이 페니실린을 만드는 곰팡이를 찾아낸 바로 그 순간이라 여긴다. 그러나 인류가 ‘세균 잡는 곰팡이’의 가능성을 눈치챈 건 이보다 훨씬 이전이었다. 플레밍의 발견보다 반 세기나 앞선 1870년대, 이미 영국의 생리학자 존 버든 샌더스경은 곰팡이로 덮어둔 배양액에서는 세균이 자라지 못함을 발견한 바 있고, 무균수술법을 창시한 것으로 유명한 영국의 의사 조지프 리스터는 심지어 푸른곰팡이의 일종(Penicillium glaucium)이 인체 조직에서 세균을 억제하는 효과가 있음을 관찰하기도 했다. 하지만 이들의 발견은 실질적 변화로 이어지지 않고 미지의 가능성으로만 남았을 뿐이다.

실상 플레밍의 발견도 마찬가지였다. 플레밍은 세균을 억제하는 푸른곰팡이의 존재를 확인하고 이들이 분비하는 물질에 페니실린이라는 이름을 붙여주기도 했지만, 페니실린을 분리하는 데는 성공하지 못했다. 결국 발견한 지 1년 만에 플레밍은 페니실린에 대한 연구를 포기하고 만다. 그가 찾아낸 것 역시도, 푸른곰팡이가 세균을 억제하는 현상과 푸른곰팡이가 항생제를 만들어낸다는 가능성뿐이었다. 그리고 그건 이전 세대의 선배 과학자들도 이미 엿본 것들이었다. 하지만 그들과 플레밍 사이에는 차이가 있었는데, 바로 플레밍에게는 그의 발견에 관심을 가지고 부족한 점을 보충하려고 나선 다른 과학자들이 있었다는 것이다.

호주의 약학자 하워드 플로리는 이미 10여년 전에 발표된 플레밍의 논문에서 그가 부족했던 점을 찾아냈다. 플레밍은 의사이자 생물학자였지만, 화학적 지식이 부족했고 약물을 개발하거나 만들어진 약물을 테스트하는 것이 서툴렀다. 하지만 플로리는 아니었다. 플레밍에게 부족했던 부분을 그는 채울 수 있었다. 이에 플로리는 독일 출신의 영국 생화학자 에른스트 체인과 함께 화학적 전문성을 바탕으로 플레밍이 실패했던 페니실린의 분리 및 안정화 방법을 찾아냈고, 페니실린의 화학적 구조를 밝혀내 대량 생산의 길을 열었다. 플레밍이 엿본 가능성을 플로리와 체인이 현실화한 것이다. 그 공로를 인정받아 이들 셋은 1945년 노벨상 수상자로 선정되었다.

플로리와 체인 외에도 플레밍을 뒷받침한 이는 또 있었다. 대표적인 인물이 미국 연방농업연구소의 세균학자 메리 헌트다. 플레밍이 처음 발견한 푸른곰팡이 균주는 페니실린의 합성량이 그다지 높지 않은 종이었기에, 시장성이 낮았다. 페니실린이 더 보편적인 항생제가 되기 위해서는 페니실린 합성량이 더 높은 균주가 필요했다. 이에 헌트는 실험실이 아닌 시장에 주목했다. 지금처럼 식품 보관시설이 보편화되지 않았던 시절이라, 시장에는 곰팡이가 피어 버려지는 식재료들이 많았다. 그녀는 시장 상인들이 자신을 ‘곰팡이 메리(Moldy Mary)’라는 멸칭으로 부르는 것도 아랑곳하지 않고 시장들을 돌며 버려진 식재료들을 모아들였다. 결국 그녀의 열정은 상한 멜론 위에서 플레밍이 발견한 것보다 페니실린 합성량이 200배나 높은 새로운 균주를 찾아내기에 이르렀고, 그 푸른곰팡이는 이후 수많은 사람들의 목숨을 구하는 원재료로 훌륭한 기능을 수행하기에 이른다. 이 밖에도 2차 세계대전이라는 커다란 비극으로 인해 전장에서 감염으로 죽어가는 수많은 병사를 살릴 방안을 고심하던 사회적 배경과 이 시장의 엄청난 경제적 잠재성을 인식한 이들의 투자도 페니실린의 현실화에 기여했다.

사람들은 종종 이전에는 없던 순간들을 경험하며, 새로운 가능성과 마주하곤 한다. 하지만 그 순간이 독특한 해프닝일지 이후의 흐름을 바꿀 결정적 순간일지를 좌우하는 것은, 가능성의 현실화이다. 그리고 그 현실화를 뒷받침하는 것은 가능성에 관심을 가지고 부족한 점을 지원하고 보충하는 이들의 존재이다. 인류의 결정적 순간은 결코 홀로 이루어지지 않는다.

이은희 과학저술가

이은희 과학저술가