1944년 12월 28일, 미국의 생물학자 캐리 멀리스 (Kary Banks Mullis, 1944 ~ 2019) 출생

1944년 12월 28일, 미국의 생물학자 캐리 멀리스 (Kary Banks Mullis, 1944 ~ 2019) 출생

캐리 뱅크스 멀리스 (Kary Banks Mullis, 1944년 12월 28일 ~ 2019년 8월 7일)는 미국의 생화학자이다.

1983년 중합 효소 연쇄 반응을 이용한 DNA 증폭기술을 개발한 공로로 1993년 노벨 화학상을 받았다.

– 캐리 멀리스 (Kary Mullis)
.출생: 1944년 12월 28일, 미국 노스캐롤라이나주 르노어
.사망: 2019년 8월 7일 (74세), 미국 캘리포니아 뉴포트비치
.국적: 미국
.부모: 세실 뱅크스 뮬리스, 버니스 바커 뮬리스
.직업: 화학자
.분야: 분자생물학
.출신 대학: 드레허 고등학교 (졸업 1962), 조지아 공과대학교 (학사 1966), 캘리포니아 대학교 버클리 (박사 1972)
.지도 교수: 조 닐랜즈
.주요 업적: 중합효소 연쇄 반응, 돌연변이유도
.수상: 윌리엄 앨런상 (1990년), 로베르트 코흐상 (1992년), 노벨 화학상 (1993년), 일본국제상 (1993년)

케리 뱅크스 멀리스(Kary Banks Mullis)는 미국의 화학자로 프라이머를 이용한 인위적인 DNA 복제 기술인 중합 효소 연쇄 반응을 개발했다.

그 공로로 1993년 노벨 화학상을 받았다.

○ 생애 및 활동

캐리 멀리스는 1944년 12월 28일 블루리지 산맥 근처에 있는 노스캐롤라이나주 르느와르에서 태어났다.

멀리스 가족은 르느와르에서 농업에 종사하였으며 캐리는 어려서부터 지역 생물의 관찰에 흥미를 보였다.

멀리스는 사우스캐롤라이나주 컬럼비아에서 성장하였다.

1962년 조지아 공과대학교에 입학하여 1966년 학사학위로 졸업하였고, 같은 해에 결혼하고 사업을 시작하였다.

1972년 캘리포니아 대학교에서 박사 학위를 받았으며 자신의 전공으로 단백질과 효소의 구조 연구를 선택하였다.

캔자스 대학교에서 2년 동안 근무한 후 캘리포니아 대학교 샌프란시스코의 생화학 교수로 부임하였다.

1983년 현재 사용하는 방식의 PCR을 고안해냈다. 하지만 그의 논문을 채택해준 학술지는 없었다.

그의 논문은 “Specific synthesis of DNA in vitro via a polymerase-catalyzed chain reaction”라는 제목으로 ‘Methods in Enzymology’에 1987년에야 게재되면서 이름을 알리게 되었다.

캐리 멀리스는 PCR 개발에 관한 공로를 인정받아, DNA 돌연변이 유발법을 개발한 마이클 스미스 (Michael Smith)와 공동으로 1993년 노벨 화학상을 수상했다.

과학이론에 관한 업적이 아닌 기술개발 업적으로 노벨 화학상을 받은 것은 최초였다.

캐리 멀리스는 괴짜 과학자로도 유명하다.

그는 1994년 ‘California Monthly’와 인터뷰에서 UC 버클리 재학 당시에 국제학술지 ‘Nature’에 천체물리학 분야의 논문을 발표했으며, 실험실에서 환각제 LSD를 합성하기도 했다고 밝히기도 했다.

또한 보석을 판매하는 회사를 차리기도 했는데, 앨비스 프레슬리, 마릴린 먼로 같은 사망한 유명인의 DNA를 증폭시켜 보석에 담았다.

생화학자 캐리 뱅크스 멀리스 (Kary Banks Mullis)는 2019년 8월 7일, 74세의 나이에 페렴으로 생을 마감했다.

• 중합효소 연쇄 반응 (重合酵素連鎖反應, polymerase chain reaction, PCR)

PCR 법에 대한 발상은 1983년에 캐리 멀리스 (K. Mullis)에게서 처음 나왔다. 그는 초창기 생명공학 회사였던 시터스 (Cetus)의 연구원이었으며 우연히 PCR 법을 고안해서 발표하게 된다. 처음 멀리스는 여러 저명한 과학 저널에 PCR 법을 투고했으나 채택되지 않았고 실제로 논문은 1987년에 처음 게재된다.

시터스사는 중합효소의 종류를 바꾸는 등, 해당 기술을 개량하고 발전시켜 큰 성공을 거두게 되지만 이후 PCR 기술 자체가 뒤퐁 (DuPont)사나 로슈 (Roche)사, 프로메가 (Promega)사가 연관된 여러 특허 분쟁을 일으키게 된다.

개발자 멀리스는 PCR 법을 고안한 공로로 1993년 노벨 화학상을 수상한다.

중합효소 연쇄 반응 (重合酵素連鎖反應, polymerase chain reaction, PCR)은 DNA의 원하는 부분을 복제·증폭시키는 분자생물학적인 기술이다.

이 기술은 사람의 게놈과 같이 매우 복잡하며, 양이 지극히 미량인 DNA 용액에서 연구자가 원하는 특정 DNA 단편만을 선택적으로 증폭시킬 수 있다.

또한 증폭에 필요한 시간이 2시간 정도로 짧으며, 실험 과정이 단순하고, 전자동 기계로 증폭할 수 있기 때문에, PCR과 여기서 파생한 여러가지 기술은 분자생물학, 의료, 범죄 수사, 생물의 분류 등 DNA를 취급하는 작업 전반에서 지극히 중요한 역할을 담당하고 있다.

1984년에 캐리 멀리스가 특정 DNA 서열을 증폭하기 위한 방법을 고안하여 중합효소 연쇄 반응 (Polymerase Chain Reaction)이라고 불렀다.

1985년에 중합효소를 클레나우 중합효소 (Klenow polymerase)로 사용하는 PCR이 처음 공식적으로 발표됐다.

클레나우 중합효소는 열에 약했기 때문에 매 주기마다 효소를 새로 넣어 주어야 했고 생성물의 최대 길이는 400bp에 불과했다.

1988년에 DNA 중합효소로 Thermophilus aquaticus라는 미생물 (극 호열균)의 DNA 중합효소인 Taq를 사용한 논문이 발행되었다. 열에 강한 이 중합효소는 PCR의 효율을 월등히 끌어올렸다.

PCR에는 일련의 세 개의 단계가 있고 30~40회 정도 반복된다. PCR의 첫 번째 단계는 DNA를 변성 (Denaturation) 시키는 것이다. 두 가닥의 DNA는 가열함으로써 분리시킬 수 있다. 분리된 각각의 DNA는 주형 (Template)으로서 역할을 하게 된다. 변성 온도는 DNA 내에 있는 G+C의 양과 DNA의 길이에 따라 달라진다.

PCR의 두 번째 단계는 결합 (Annealing)이다. 이 단계에서는 프라이머(Primer)들이 주형 DNA에 결합을 하게 된다. 결합 (Annealing) 온도는 반응의 정확성을 결정하는 중요한 요소인데 만약 온도를 너무 높게 하면 프라이머가 주형 DNA에 너무 약하게 결합되어서 증폭된 DNA의 산물이 매우 적어진다. 또 만약 온도를 너무 낮게 하면 프라이머가 비특이적으로 결합하기 때문에 원하지 않는 DNA가 증폭될 수 있다.

PCR의 세 번째 단계는 신장 (Elongation) 단계이다. 이 단계에서 열에 강한 DNA 중합효소가 주형 DNA에서 새로운 DNA를 만들게 된다.

PCR은 DNA, RNA수준의 PCR로 나뉠 수 있다. 보통 유전자를 얻는 실험을 할 경우, 그 유전자의 전체를 보려는 것이 아닌 유전자 안에서의 특정 유전자를 관찰하는 것이 목적이다. 하지만 DNA를 바로 PCR하게 되면 특정 유전자를 얻기 힘들고 진핵 생물의 경우, 인트론 (Intron; 비발현부위)이 같이 나오는 등 여러 가지 문제점이 있다. 그것을 해결하기 위해 특정 유전자에 프라이머를 붙인 다음, PCR을 DNA수준이 아닌 RNA수준에서 하는 역전사-PCR (RT -PCR)이 있다. 요즘에는 반응의 결과를 극대화하기 위해 Taq 중합효소 뿐만 아니라 여러 회사들에서 독자적으로 개발한 복합효소를 사용하기도 한다.

현재는 1992년에 특허권을 획득한 제약 회사 로슈사에 PCR 법의 특허가 있다.

현재는 PCR 법도 더욱 다양한 응용 기술이 개발되었다. 이러한 응용 기술로는 역전사 효소를 이용해서 RNA를 직접 증폭시키는 역전사-PCR이 대표적이며, 이외에도 형광 물질을 붙여서 PCR을 진행하며 관측되는 정량적인 변화를 이용하여 원래 DNA나 RNA의 양을 정확히 측정하는 정량적 PCR (qPCR) 또는 실시간 PCR (Real time PCR), 한번에 수많은 PCR을 동시에 시행하는 대용량 PCR 같은 여러 방법이 있다.

• 학력

1958년~1962년: 드레허 고등학교 (졸업)
1962년~1966년: 조지아 공과대학교 (학사)
1970년~1972년: 캘리포니아 대학교 버클리 (박사)

• 수상

1990: William Allan Memorial Award of the American Society of Human Genetics,[58] Preis Biochemische Analytik of the German Society of Clinical Chemistry and Boehringer Mannheim

1991: National Biotechnology Award, Gairdner Award, R&D Scientist of the Year, John Scott Award of the City Trusts of Philadelphia

1992: California Scientist of the Year Award

1992: Robert Koch Prize

1993: Nobel Prize in Chemistry, Japan Prize, Thomas A. Edison Award

1994: Honorary degree of Doctor of Science from the University of South Carolina

1994: Golden Plate Award of the American Academy of Achievement

1998: Inducted into the National Inventors Hall of Fame, Ronald H. Brown American Innovator Award

2004: Honorary degree in Pharmaceutical Biotechnology from the University of Bologna, Italy

2010: Honorary degree of Doctor honoris causa in the field of biological sciences from Masaryk University, Czech Republic

○ 업적

1983년 세터스 코퍼레이션의 화학자로 근무하던 캐리 멀리스는 중합 효소 연쇄 반응을 이용하여 DNA를 빠른 시간 안에 대량으로 복제하는 방법을 개발하였다.

그는 이 공로로 1993년 노벨 화학상을 수상하였다.

캐리 멀리스는 1980년대 중합효소연쇄반응 (poly chain reaction, PCR)을 이용한 DNA 증폭기술을 개발했다. 현재 PCR을 통한 DNA 증폭기술은 유전자 검사, 감염질환 진단 등에 사용되고 있으며, PCR을 사용하지 않는 연구실, 병원을 찾기 힘들 정도로 생화학, 분자생물학 분야에서 중요한 자리를 차지하고 있다.

인간의 유전자 서열을 밝히는 ‘인간 게놈 프로젝트’도 PCR 기술이 없었다면 불가능했다.

○ 저서

Selected publications

Mullis, Kary (1968). “Cosmological Significance of Time Reversal”. Nature. 218 (5142): 663–664.

Mullis, K.F.; Faloona, F.; Scharf, S.; Saiki, R.; Horn, G.; Erlich, H. (1986). “Specific enzymatic amplification of DNA in vitro: The polymerase chain reaction”. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. 51: 263–273.

Mullis, Kary B. (April 1990). “The Unusual Origin of the Polymerase Chain Reaction”. Scientific American. 262 (4): 56–65.

The Polymerase Chain Reaction, 1994, co-edited with Francious Ferre and Richard A. Gibbs (Basel: Birkhauser)

Mullis, Kary B. (1995). “A hypothetical disease of the immune system that may bear some relation to the Acquired Immune Deficiency Syndrome”. Genetica. 95 (1–3): 195–197.

Mullis’s 1998 autobiography Dancing Naked in the Mind Field gives his account of the commercial development of PCR, as well as providing insights into his opinions and experiences. In the book, Mullis chronicles his romantic relationships, use of LSD, synthesis and self-testing of novel psychoactive substances, belief in astrology and an encounter with an extraterrestrial in the form of a fluorescent raccoon.

참고 = 위키백과

크리스천라이프 편집부