이 그림을 한번 보세요.
뭔지 말씀하실 수 있으세요?
저는 분자 생물학자 입니다.
저는 이런 종류의 그림을 상당히 많이 봤습니다.
이런 것들은 대부분 모델 그림이라고 부르죠.
우리가 세포나 분자 과정이 어떻게
일어난다고 생각하는지를
보여주는 그림이예요.
특히 이 그림은
클라트린 매개 엔도사이토시스라고 불리는
과정에 대한 것입니다.
이 과정에 의해서 세포는 분자를 얻게 되는데
기포나 수포에 잡혀
세포의 외부로부터 내부로 분자가 유입되어
세포의 내부에 내재화됩니다.
그런데 이 그림에는 문제가 있습니다.
그것은 그림에는 잘 나타나지 않는
부분에 있는데요.
수많은 실험에서
수많은 과학자들에 의해
우리는 이런 분자가 어떤 형태인지 잘 알고 있습니다.
세포 안에서는 어떻게 움직이는지,
또, 이런 모든 현상들이
놀랍도록 역동적인 환경에서
일어난다는 점도 잘 알고 있죠.
크라트린 전문가인 토마스 커치하우젠과의
협업에서 우리는 그런 모든 것을
나타내는 새로운 종류의 모델 형태를
만들어 보기로 했습니다.
그래서 우리는 세포의 외부에서 시작했죠.
그리고는 내부를 들여다 봅니다.
크라트린은 세개의 발을 가진
이런 분자들입니다.
이들은 자가 형성을 통해
축구공 같은 모양을 갖게 되죠.
세포막과의 연결을 통해
크라트린은 세포벽을 변형시켜
이런 형태의 컵을 만들 수 있습니다.
그 컵들은 일종의 수포나 기포를 만들어
세포의 외부에 있는 일부 단백질을
포획합니다.
이제 단백질이 흡입되면
세포벽의 나머지 부분으로 부터
분리하게 되고 이 수포를 찢고 나가
그러면 기본적으로 크라트린은
자신의 역할을 다하게 됩니다.
자, 이제 단백질이 유입됩니다.
단백질은 노란색과 오렌지색으로
표시했습니다.
그들은 새장 모양의 이 크라트린을
깨부수는 역할을 합니다.
그러면 이 모든 종류의 단백질들은
기본적으로 재활용되어
다시 사용할 수 있습니다.
이런 과정들은 너무 작아서
눈으로 직접 볼 수 없습니다.
가장 좋은 현미경을 사용해도 마찬가지에요.
그래서 이런 애니매이션은
가설을 시각화하는
매우 강력한 방법을 제공해 줍니다.
한 가지 더 보여드리죠.
이것은 연구원이 HIV바이러스가
세포에 드나드는 방식이라고
생각하는 것을 그림으로 표현한 것입니다.
이것은 또 하나의 지나친 단순화여서
이 과정에 대해 실제로
우리가 알고 있는 것을
보여주지 못합니다.
이걸 알면 놀라실텐데요.
이런 단순한 그림들이
유일한 방편으로 사용되어
대부분의 생물학자들이 사용하는
분자 수준의 가설을 시각화합니다.
왜 그럴까요?
그 이유는 실제 상황이라고 생각되는 과정을
영화로 만드는 것이
매우 어렵기 때문이예요.
저는 할리우드에서 몇 개월에 걸쳐 3D 애니매이션 소프트웨어를 배우고
각각의 애니매이션에도 몇 달이나 시간을 투자했지만
대부분의 연구자들은 그만한 시간을 투자할 수 없습니다.
그럼에도 그 효과는 엄청날 수 있어요.
분자 수준의 애니매이션은 어떤 것에도 비교할 수 없이
일반인들에게 많은 정보를 제공하여 상당한 정확성을 가지고
이해의 지평을 넓혀줍니다.
지금 현재 저는 새로운 프로젝트에 집중하고 있습니다.
"HIV 의 과학"이라고 하는 건데요.
이 프로젝트에서 저는
HIV 바이러스의 전체 수명을 최대한 정확하게,
그리고 모든 것을 분자 수준에서 그려내고 있습니다.
애니매이션은 수천 명의 연구원들이
수십년에 걸쳐 모은 자료를 보여주고 있습니다.
바이러스의 형태에 대한 자료,
우리 몸 안에 있는 세포를 감염시키는 방식에 대한 자료,
그리고 치료가 감염에 대항하는 방식에 대한 자료들이지요.
지난 몇 해 동안, 저는 애니매이션이 단순히
생각의 소통에만 유용한 것이 아니라
가설을 탐색하는데
매우 유용하다는 것을 알게 되었습니다.
생물학자들은 여전히 대부분 종이와 펜을 사용하여
자신의 연구하는 과정을 시각화합니다.
지금 우리가 보유하고 있는 자료에는 그런 방식이 더 이상 충분하지 않아요.
애니매이션을 만드는 과정은
연구원들이 자신들의 생각을
정제하고 간결하게 만드는 촉매의 역할을 할 수 있습니다.
신경 퇴행성 질병을 연구하는
저의 동료 연구원
한 분은
우리가 함께 작업했던 애니매이션에
직접적으로 관련이 있는 실험을 고안하게 됩니다.
이런 방식으로 애니메이션은 연구 과정에 피드백을 줄 수도 있습니다.
저는 애니매이션이 생물학을 바꾸어 놓을 수 있다고 생각합니다.
이를 통해 우리는 서로 소통하는 방식이나
우리의 아이디어를 탐구하는 방식,
그리고 학생들을 가르치는 방식을 바꿀 수 있습니다.
하지만 그런 변화가 일어나려면
애니매이션을 만드는 방식에도 더 많은 연구가 필요합니다.
그런 목표를 달성하기 위해 저는
생물학자, 애니매이터 그리고 프로그래머와 팀을 이뤄
오픈 소스 방식의 자유롭고 새로운 소프트웨어를 개발했습니다.
"분자 플립 북"이라고 합니다.
그것은 단지 생물학자을 위해
분자 수준의 애니매이션을 만들어내는 목적이었습니다.
시험 과정에서 애니매이션 소프트웨어를
이전에 전혀 써보지 않은 생물학자도
자기 자신의 가설에 대한 분자 수준의 애니매이션을
단 15분만에 만들어 냈습니다.
우리는 온라인 자료집을 만들어
누구든지 볼 수 있고, 내려 받거나 혹은 자신의 애니매이션을
제공할 수 있도록 했습니다.
저희는 분자 수준 애니매이션
소프트웨어 도구의 베타 버젼을
오늘부터 내려 받을 수 있다고 발표하게 되어 감격스럽습니다.
우리는 생물학자들이 그걸 가지고 창조해낼 수 있는 것과
각자가 가진 모델의 모형을
애니매이션으로 만듦으로써
얻을 수 있는 새로운 이해에 대해 매우 고무되어 있습니다.
감사합니다.
(박수)