아리에 와르셸

1. 개요

아리에 와르셸은 1940년 팔레스타인 위임통치령에서 태어난 이스라엘 출신 화학자이다. 그는 이스라엘 방위군에서 복무하고 6일 전쟁과 욤 키푸르 전쟁에 참전했으며, 테크니온에서 학사 학위를, 바이츠만 과학 연구소에서 석사 및 박사 학위를 받았다. 하버드 대학교에서 박사후 연구를 수행하고, 바이츠만 연구소와 남캘리포니아 대학교에서 교수로 재직했다. 와르셸은 생체 분자의 구조와 기능의 상관관계를 밝히는 계산 방법을 개발하고, 컴퓨터 효소학 분야를 개척한 공로로 2013년 노벨 화학상을 수상했다. 그는 또한 미국 과학 아카데미, 영국 왕립 화학회 등의 회원으로 활동하며, 다양한 상을 수상했다.

2. 생애

아리에 와르셸은 1940년 영국 위임통치령 팔레스타인의 키부츠 스데 나훔에서 태어난 이스라엘의 화학자이자 생물물리학자이다. 그는 이스라엘 방위군에서 복무했으며, 이후 학계에 투신하여 남캘리포니아 대학교 교수로 재직했다. 복잡한 화학 시스템을 위한 다중척도 모델 개발에 기여한 공로로 2013년 마이클 레빗, 마르틴 카르플루스와 함께 노벨 화학상을 수상했다.

2.1. 초기 생애 및 교육

아리에 와르셸은 1940년 영국 위임통치령 팔레스타인의 키부츠인 스데 나훔에서 유대인 가정에서 태어났다. 그는 이스라엘 기갑군에서 복무했으며, 1967년 6일 전쟁과 1973년 욤 키푸르 전쟁에 참전하여 이스라엘 방위군(IDF) 대위 계급으로 전역했다.

군 복무를 마친 후, 와르셸은 하이파의 테크니온에 진학하여 1966년에 화학 분야에서 이학사 학위를 최우등(Summa Cum Laude)으로 취득했다. 이후 이스라엘 바이츠만 과학 연구소에서 슈네이오르 리프손의 지도를 받아 화학물리 분야에서 이학 석사(1967년)와 철학 박사(1969년) 학위를 각각 받았다.

박사 학위를 받은 뒤, 그는 1972년까지 미국 하버드 대학교에서 박사후 과정을 밟았다. 1972년부터 1976년까지는 바이츠만 과학 연구소로 돌아와 연구를 계속했으며, 영국 케임브리지의 분자생물학 연구소에서도 연구했다. 1976년, 바이츠만 연구소에서 종신 재직권을 얻지 못하자 미국 남캘리포니아 대학교(USC) 화학과 교수로 합류했다.

2.2. 학문 경력

이스라엘 기갑군에서 복무했으며, 1967년 6일 전쟁과 1973년 욤 키푸르 전쟁에 참전하여 IDF에서 대위 계급까지 올랐다. 군 복무 후, 와르셸은 테크니온에 입학하여 1966년 화학 분야에서 이학사 학위를 최우등으로 받았다. 이후 이스라엘 바이츠만 과학 연구소에서 슈네이오르 리프손의 지도로 화학물리 분야에서 1967년 이학 석사, 1969년 철학 박사 학위를 각각 취득했다.

박사 학위를 받은 뒤, 1972년까지 하버드 대학교에서 박사후 연구원으로 활동했다. 1972년부터 1976년까지는 바이츠만 연구소로 돌아와 연구를 계속하는 한편, 영국 케임브리지의 분자생물학 연구소에서도 근무했다. 1976년 바이츠만 연구소에서 종신 재직권을 거부당한 후, 미국 남캘리포니아 대학교(USC) 화학과 교수로 합류했다. 그는 2013년 노벨 화학상을 수상했다.

2017년 4월, 중국 선전시의 제13차 5개년 계획에 따른 신기술 연구 지원 및 "노벨상 수상자 연구소" 설립 정책의 일환으로, 홍콩 중문대학교 심천 분교 캠퍼스에 와르셸 계산 생물학 연구소를 열었다.

2.3. 군 복무

아리에 와르셸은 이스라엘 기갑군에서 복무했으며, 군인으로서 1967년 6일 전쟁(제3차 중동 전쟁)과 1973년 욤 키푸르 전쟁(제4차 중동 전쟁)에 참전했다. 그는 IDF에서 대위 계급까지 진급했다.

3. 연구 업적

아리에 와르셸은 생체 분자의 구조와 기능 사이의 관계를 이해하는 데 중요한 계산 방법들을 도입하고 발전시키는 데 크게 기여했다. 그는 컴퓨터를 이용한 생화학 및 생물물리학 연구의 선구자로, 특히 생물 시스템의 기능을 컴퓨터 시뮬레이션으로 연구하는 분야, 즉 컴퓨터 효소학 분야를 개척한 인물로 평가받는다. 와르셸은 양자 화학과 분자 역학을 결합한 방법(QM/MM), 생물학적 과정에 대한 분자 동역학 시뮬레이션, 단백질 연구를 위한 모델 개발 등 여러 혁신적인 연구를 수행했다. 이러한 선구적인 연구 업적과 방법론 개발에 대한 공로를 인정받아, 그는 2013년에 마틴 카플러스, 마이클 레빗과 함께 노벨 화학상을 공동 수상했다.

3.1. 전산 효소학 개척

아리에 와르셸은 컴퓨터를 사용한 생화학과 생물물리학 연구, 특히 생물 시스템의 기능에 관한 컴퓨터 시뮬레이션의 선구자로 알려져 있으며, 현재는 컴퓨터 효소학(Computational Enzymology^영어)이라고 불리는 분야를 개척했다. 그는 생체 분자의 구조-기능 상관관계를 이해하기 위한 계산 방법을 도입하는 데 크게 기여했으며, 직교 좌표계 기반 힘장 프로그램을 사용하여 생체 분자의 기능적 특성에 대한 상세한 계산 연구를 위한 프로그램, 방법 및 핵심 개념을 독자적으로 또는 공동으로 개척했다.

와르셸의 주요 연구 업적과 기여는 다음과 같다.

* 생체 분자의 구조와 기능 상관관계에 관한 컴퓨터 모델 도입
* 효소 반응을 시뮬레이션하기 위한 결합된 양자 화학/분자 역학 (즉, QM/MM) 방법 개발
* 생물학적 과정에 대한 최초의 분자 동역학 시뮬레이션 수행
* 단백질에 대한 미시적인 정전기 모델 연구
* 단백질에서 자유 에너지 섭동 이론 적용 연구

이러한 방법론 개발과 연구 업적에 대한 공로로 와르셸은 2013년 마틴 카플러스, 마이클 레빗과 함께 노벨 화학상을 공동 수상했다.

그는 여러 학술 단체의 회원 또는 펠로우로 활동하며 학문적 인정을 받았다.

3.2. 다중 척도 모델 개발

아리에 와르셸은 생체 분자의 구조와 기능 사이의 관계를 이해하기 위한 계산 방법을 도입하는 데 중요한 역할을 했다. 그는 직교 좌표계를 기반으로 한 힘장 프로그램을 활용하여 생체 분자의 기능적 특성을 상세하게 계산하고 연구하는 데 필요한 프로그램, 방법론, 그리고 핵심 개념들을 독자적으로 또는 공동으로 개척했다.

와르셸의 주요 연구 업적은 다음과 같다.

* 효소 반응을 시뮬레이션하기 위해 양자 화학과 분자 역학 방법을 결합한 QM/MM 접근법 개발
* 생물학적 과정에 대한 최초의 분자 동역학 시뮬레이션 수행
* 단백질에 적용할 수 있는 미시적인 정전기 모델 연구
* 단백질 연구에 자유 에너지 섭동 이론 적용

이러한 방법론 개발에 대한 기여를 인정받아 와르셸은 2013년에 노벨 화학상을 공동 수상했다.

3.3. 기타 연구

아리에 와르셸은 생체 분자의 구조와 기능 사이의 관계를 이해하기 위한 계산 방법을 도입하는 데 중요한 기여를 했다. 그는 직교 좌표계를 기반으로 하는 힘장 프로그램을 사용하여 생체 분자의 기능적 특성을 상세하게 계산하고 연구하는 방법과 핵심 개념들을 개척하거나 공동으로 개척했다.

와르셸은 효소 반응을 시뮬레이션하기 위한 결합된 양자 화학/분자 역학 (QM/MM) 방법, 생물학적 과정에 대한 최초의 분자 동역학 시뮬레이션, 단백질에 대한 미세한 수준의 정전기 모델, 그리고 단백질 연구에 자유 에너지 섭동 이론을 적용하는 등 여러 중요한 혁신을 이루었다. 그는 컴퓨터를 활용한 생화학 및 생물물리학 연구의 선구자로 평가받으며, 특히 생물 시스템의 기능을 컴퓨터 시뮬레이션으로 연구하는 분야, 즉 오늘날 컴퓨터 효소학(Computational Enzymology)이라 불리는 학문을 개척했다.

그의 주요 연구 업적은 다음과 같다.

와르셸이 소속되었거나 펠로우로 선정된 주요 학술 조직은 다음과 같다.


이러한 방법론 개발과 연구 업적에 대한 공로를 인정받아, 와르셸은 2013년에 마이클 레빗, 마르틴 카르플루스와 함께 노벨 화학상을 공동 수상했다.

4. 수상 및 영예

와르셸은 생물학적 시스템의 기능에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 개척하고, 오늘날 전산 효소학으로 알려진 분야를 발전시킨 것으로 유명하며, 계산 생화학 및 생물물리학 분야에서 연구를 수행했다.

다음은 그가 회원으로 활동하거나 명예 학위를 받은 주요 기관 및 수상 내역이다.

회원 자격

명예 학위


주요 수상 내역

5. 저서

* 아리에 와르셸. 키부츠 피시폰드에서 노벨상까지: 분자 기능을 사이버 공간으로 가져가다, 월드 사이언티픽 출판, 2021.