플레밍 박사의 페니실린 발견 / 과학사 대표적인 ‘세렌디피티’ / ‘우연’은 준비된 자에게만 미소 / 코로나 극복 계기 찾기를 기원

2019년 12월, 업무차 영국 런던 시내에 위치한 ‘임페리얼 칼리지’로 출장을 갈 기회가 있었다. 이번 방문은 졸업식 이후 20여년 만의 모교 방문이어서 감회가 새로웠다.

출장 중 잠시 시간이 나서 20여년의 세월을 사이로 갈라진 추억 속의 학교와 현재 모습의 학교를 비교하며 돌아볼 기회가 있었다. 먼저 학위과정 공부를 하던 연구실 건물을 찾으니, 원래 건물은 사라지고 새로 증축된 현대식 건물이 대신 그 자리에 있었다. 그 건물은 임페리얼 칼리지 생명과학 전공들의 교육과 연구를 담당하는 ‘알렉산더 플레밍 공 빌딩(Sir Alexander Fleming Building)’이다.

문제일 대구경북과학기술원 교수 뇌·인지과학

건물 이름의 주인공인 플레밍 박사는 영국의 생명공학자이며 세균학자로, 세인트 메리 병원(지금의 임페리얼 칼리지)에서 의학을 전공했다. 세균의 위험성을 인류에게 처음 소개한 사람이 프랑스의 생화학자이며 세균학의 아버지라 불리는 루이 파스퇴르라면, 세균에 맞서 싸울 무기인 ‘페니실린’을 인류의 손에 처음 쥐여준 사람이 플레밍 박사다. 이런 페니실린의 발견 업적을 인정받아, 1945년 영국 옥스퍼드대학교의 언스트 보리스 체인, 하워드 월터 플로리 박사와 함께 노벨 생리학·의학상을 공동수상했다.

페니실린의 발견은 과학사에 가장 대표적인 ‘세렌디피티(Serendipity)’로 알려진 사건이다. 세렌디피티란 우연히 운 좋게 새로운 것을 발견해내는 능력이란 의미로, 18세기 영국의 작가 호러스 월폴이 ‘세렌디프(스리랑카의 옛이름)의 세 왕자’란 동화에서 세 왕자가 세상을 순례하며 자신들이 의도치 않게 좋은 생각과 지혜를 얻게 되는 이야기를 읽고 처음 사용한 단어라고 한다. 과학사에서도 이처럼 우연히 중대한 발견을 하게 되는 경우를 세렌디피티 사건이라 말하는데, 플레밍 박사는 페니실린의 발견을 통해 과학사 세렌디피티 사건의 주인공이 된다.

플레밍 박사가 연구하던 시절은 현대의 연구실처럼 세균에 대한 방제와 멸균된 실험도구가 잘 완비된 연구 환경이 아니었다. 그리고 플레밍 박사 자신도 실험실을 아주 깔끔하게 관리하는 편도 아니었던 것 같다. 1928년 ‘포도상구균(자연계에 널리 분포되어 있는 세균의 하나로 감염 시 폐렴이나 식중독을 유발하는 균)’을 연구하던 플레밍 박사는 포도상구균을 배양하는 배양접시들을 제대로 정리하지 않은 채 여름휴가를 떠난다. 몇 주간의 휴가를 마치고 다시 실험실에 돌아온 플레밍 박사는 자신이 제대로 닫지 않은 한 배양접시 속에 푸른색 곰팡이가 자라고 있는 것을 발견한다. 그런데 신기하게도 이 푸른색 곰팡이 주변에 있는 포도상구균이 제대로 번식하지 못하고 죽어 있는 것을 관찰한다. 이 푸른색 곰팡이가 학명으로는 페니실륨(Penicillium)이라 불리는 곰팡이였고, 이 곰팡이로부터 얻어낸 물질이 바로 세계 최초의 항생제인 ‘페니실린’이다. 페니실린은 그간 인류가 속수무책으로 당해야 했던 다양한 감염 질병으로부터 인류를 구원해준 항생제로, 페니실린이 없었다면 특히 2차대전 때 더 많은 아까운 생명을 잃게 되었을 것이다.

사실 페니실린의 신화는 플레밍 박사의 발견을 집요하게 파고들어 결국 ‘페니실린’을 만들어 낸 옥스포드대학교의 체인과 플로리 박사의 업적이 더 크다고 할 수 있지만, 휴가에서 돌아와 발견한 오염된 배양접시 속의 푸른곰팡이를 그냥 버리지 않고 연구를 통해 페니실린 발견의 단초를 발견한 플레밍 박사의 과학자로서의 직관도 대단하다. 이후 플레밍 박사는 자신의 경험을 바탕으로 후학들에게 이렇게 이야기했다고 한다. “실험실에서 특이하게 나타나는 것이나 발생하는 것들을 절대로 소홀히 다루지 말라.”

지금 우리 모두는 ‘코로나19’란 감염병 앞에서 힘든 싸움을 하고 있다. 파스퇴르 박사의 “우연은 준비된 자에게만 미소 짓는다”는 말처럼 우리 과학자들이 눈을 부릅뜨고 챙긴다면 우연이라도 이 힘든 시기를 극복할 계기가 플레밍 박사의 배양접시 속 푸른곰팡이처럼 찾아주지 않을까 기대해본다. 모두 힘내고 건강하게 이 시기를 이겨나가길 기원한다.

문제일 대구경북과학기술원 교수 뇌·인지과학