저는 미국에서 학부 생화학전공하고 대학원은 약학전공한 현직 미국약사고요 (인증은 전에 미국약사 인증하고 질문받는글쓴적있고요)
조국교수딸이쓴 논문얘기가 하도 핫하길래 읽어봤는데
약학과는 거리가좀있는주제일순있지만.. 제가 대학졸업하고 대학원가기전 1년 gap year동안 Research Associate으로 일하며 허구헌날 한것중하나가 PCR이다보니..써보면...
우선 논문을 요약해보면
1. HIE라는 질병을 앓는 91명 환자들에게서 혈액채취
2. 혈액에서 DNA 분리
3. DNA를 PCR을 통해 복제및 증폭
4. 3에서얻어진 DNA를 Restriction Enzyme으로 특정위치를 자름
5. 4에서얻어진 DNA를 전기영동으로 분석
6. SPSS로 91명 환자들은 298번 아미노산의 종류에따라 분류
대충 이정도입니다.
1번과 2번은 비전공자여도 무슨말인지 이해못할리는없는부분이니까... 설명패스하고
3번부터설명을해보자면 (최대한 쉽게 이해할수잇도록 노력해보겠습니다...)
PCR은 DNA를 복제하는 방법중하나인데
DNA가 이중나선구조인건 다들 잘아실겁니다
이런 DNA을 double stranded DNA 줄여서 dsDNA라고하는데요
A-T G-C의 수소결합으로 한쌍이 서로붙어있는거라
이 DNA를 일정온도까지 (보통 90-95도) 가열하면 수소결합이깨져서
한쌍을 이루는 각각의 strand가 떨어지게됩니다.
이 DNA을 single stranded DNA 줄여서 ssDNA라고하는데요
가열한 DNA를 다시식히면 두개의 ssDNA는 다시 붙어서 하나로 합쳐져서 한개의 dsDNA가됩니다.
이 성질과 인체내에서 DNA복제가일어나는 원리를 응용하는게 PCR인데요
PCR의 방법은 매우간단합니다
DNA 샘플, Primer, dNTP, DNA Polymerase, 그리고 버퍼
다섯가지를 섞어서 테스트튜브에넣고
가열했다가 식혔다가 가열했다가 식혔다가를 반복하면 샘플 DNA가 복제되는 결과를 볼수있습니다.
이 원리를 설명하자면
위에서 dsDNA를 가열해서 ssDNA로만드는것까진 같은데요
PCR을 진행하면 DNA와 함께 primer가 들어있기때문에
dsDNA를 가열해서 ssDNA로만든뒤 다시식히면
ssDNA두개가 서로 들러붙어서 dsDNA로 다시되돌아오는게아니라
ssDNA에 primer가 들러붙어서 위와같은형태가됩니다
참고로 primer가 무엇인지설명해보면
쉽게설명을해보자면 DNA에 대응하는 15~20개 nucleotide가 붙어있는 일종의 미완성 DNA조각이라고 생각하시면됩니다.
Primer가 ssDNA에 들러붙은뒤에는 어떻게되는가?
그뒤에는 DNA Polymerase라는 효소가 와서 미완성인 primer의 뒷부분에 dNTP를 부착하여서
DNA를 아예 한개를 만들어버리고갑니다.
그리고 이과정을 여러번 반복을하면 (한번반복한거를 1 cycle이라합니다)
n cycle반복햇을때 2^n배만큼의 복제된 DNA를 얻을수가있죠.
원리는 조금복잡해보일수도있지만...
PCR용 테스트튜브를 구한다 -> DNA를 테스트튜브에넣는다 -> primer를 테스트튜브에 넣는다 -> PCR기계에넣는다
기계가 알아서 가열->식힘->가열->식힘을 반복해준다 -> DNA가 복제되어있다
라는 매우 간단한 과정을통해서 DNA를 복제하게됩니다.
그럼 3번은여기까지하고
4번 restriction enzyme으로 DNA처리 라는걸설명을해보자면
restriction enzyme은 특정위치에서 DNA를 잘라주는 효소입니다
예를들어서 DNA속에 GAATTC라는 패턴에서 DNA를 잘라주는 restriction enzyme을쓰면
이그림처럼 해당장소에서 DNA가 싹둑잘라지게되죠
사람마다 DNA는 다른데 DNA가 만약 1000개인데 사람1은 300번째에 해당패턴이있고
사람2는 500번째에 해당패턴을가지고있다면 각각의 DNA에 restriction enzyme넣으면
사람1의 DNA는 길이가 300과 700인 DNA 조각 두개로 잘라질것이고
사람2의 DNA는 길이가 500과 500인 DNA조각 두개로 잘라지겟죠
이 과정은 정말간단한작업으로 DNA들어있는 테스트튜브에 restriction enzyme 파이펫으로 아주조금 첨가해주면 끝나는 작업입니다 10초면끝나는 작업요
이렇게 잘려진 DNA가 대체 어디에 쓰이는거냐라고하면 5번으로가야하는데요
그럼
5번 전기영동 대해서 설명을하자면...
DNA는 기본적으로 (-) charge를 가집니다.
그래서 전기가 흐르면 DNA는 +극쪽을 향해 이동을해요.
그래서 이러한 장치에다가 위에서 잘려진 DNA혼합물을 넣고 전기를 흘려주면
DNA들은 +극쪽으로 이동을하게되죠
그런데 이떄 이동하는속도는 DNA의 크기가 클수록 느리게 작을수록 빠르게 이동합니다
위에서 잘려진 300개짜리와 700개짜리가 섞여있는 DNA를 여기넣고 돌리면
300개짜리는 더멀리이동하고 700개짜리는 더적게이동을해서
서로 분리가되니까 그걸보고 아 이사람은 DNA가 잘려지는 패턴이 어디어디에있구나하는걸 알수잇고
그걸통해 유전자 비교가 가능합니다.
전기영동을 실제로 진행하면 이런식으로 band의 형태로 DNA가나타나고 얼마나 이동했느냐를 알수있지요.
이 방법들을 이용해서 이 논문에서 실행한 실험은
HIE 라는 질병을 가진사람들의 혈액을 채취하고 (아마 현직 의사들이했겠죠 이 단계는)
혈액에서 DNA추출하고
후에 추가분석을위해서 DNA를 PCR로 증폭시키고
증폭된 DNA 유전자를 분석해서
298번째 아미노산이 무엇인지를 데이터를 얻었고
그 데이터를 토대로 환자를 분류했습니다.
마지막으로 통계를 기반으로
298번째 아미노산이 이런사람들은 HIE 라는 질병에 대해서 이러이런데
298번째 아미노산이 저런사람들은 HIE라는 질병에대해 저러저렇다~
이런 결론을 내린겁니다.
(통계툴은 SPSS썼는데 이것도 제일 쉬운통계툴중하나입니다)
HIE라는 질병에 대한 지식이 차지하는 비중자체도 낮고 대부분은 분자생물학의 틀에서 이루어진 실험인거죠
그리고 그 분자생물학의 틀에서 이루어진 실험들은
제가 여기서 이렇게 간단하게 설명을 할수있을정도로 매우 간단하고 기초적이고 수준이높지않은정도의 논문입니다.
아마 전공자라면 혈액채취가 끝난시점부터 실험을 모두끝내는데 이틀이면 충분할거고 그거 결과정리하는데에는 하루잡고 3일... contamination같은거때문에
일부분 다시한다고쳐도 넉넉하기 4-5일이면 끝낼수있습니다.
논문에 필요한 지식은 유전학에서 polymorphism에 대한부분 그리고 pcr과 전기영동 의 원리 그리고 하는법 정도가 고작입니다
HIE라는 질병에 대한지식 병리학 지식은 거의 필요가없고요
학부 2학년정도면 생물학전공자는 위에 나열한것들을 당연하게 모두가 다 알고있는데
그걸 고려하면 학부1학년생이나 조금 똑똑한 고등학생이 교수지도하에 해당실험을진행하고 논문을 작성(영어가된다는 전제하에)하는거는
크게 어려운 일은 아니라고 생각합니다. 2주라는 기간은 충분한시간으로보이고요
그와는 별도로 생각해야하는점은
과연 조국교수딸이 제1 저자가 되기에 충분한 기여를 하였는가? 인건데
이거는 사실 교수가 얼마나지원을 해주었는지를 몰라서 판단하기힘든데 일반적으로라면 제1저자는 조국교수딸보다는 전반적인 일을 지도해준 교수 혹은 박사과정생등이 가져가는게 맞는건데....
위에서 말했듯이 이 논문은 수준이 매우 낮아요 SCIE니 세계적 학술지니 뭐니 얘기하지만 진짜 이거는 이게 통과됐다고? 싶을정도로 수준이낮은 논문이에요 단순작업 몇개하고 그냥 분류하고 결과보고한게끝인 그런거라서...
필요한 배경지식과 실험방법도 기초적인거라서요... 결론도 그닥 유용한 결론(이 실험자체가 어디에쓸모가있는실험이아니라는거..)은 아니고..
그래서 교수가 교신저자랑 1저자 다가져가기도 뭐한 논문이라고하기에도 민망한수준의 페이퍼다보니...
1저자 그냥준거아닌가하는 생각도 들고
혹은 애초에 이 논문의 낮은 수준을 고려하면...애초에 고교생들 스펙용쌓기용으로 기획된 논문일수도있다는 생각은 어느정도듭니다.
하지만 그부분은 조국교수가 압력을행사하여서 1저자를 얻어내거나 논문을 기획하도록한게아니라면 해당교수의 연구윤리 위반이 문제되는거지...조국교수의 문제는 아니라고보네요.
두줄요약
1. 조국교수딸이쓴 논문은 수준이높은것도아니고 고등학생도 교수지도하에 충분히 소화할수있는내용이라고보임
2. 제1저자가 어떻게될수있었는지 그 배경은 생각해봐야한다고봄
(시사)
이 양반 요즘 맘에 드는 말만 하시네요
(19)
숯불구이맛
