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레슬리 오겔

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목차

1. 개요

레슬리 오겔은 영국의 이론 화학자이자 생화학자로, 1927년 런던에서 태어나 1990년에 사망했다. 그는 케임브리지 대학교에서 전이 금속 화학과 리간드장 이론을 연구하며 오겔 다이어그램을 개발했고, 캘리포니아 솔크 생물학 연구소에서 화학 진화 연구소를 이끌었다. 오겔은 또한 항암제 시타라빈 제조법을 개발하고, 스탠리 밀러와 함께 펩타이드 핵산이 초기 지구에서 자기 복제 가능한 최초의 생명체 전 생명 시스템을 구성한다고 제안했다. 그는 "오겔의 규칙"으로 알려져 있으며, 특히 "진화는 당신보다 더 똑똑하다"라는 두 번째 규칙이 유명하다. 오겔은 생명의 기원, RNA 세계 가설, 배종설 등 다양한 분야에서 연구를 수행했으며, 저서 "생명의 기원"에서 특정 복잡성 개념을 제시했다.

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레슬리 오겔 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
레슬리 오겔
이름레슬리 엘리에제르 오겔
출생일1927년 1월 12일
출생지런던, 잉글랜드, 영국
사망일2007년 10월 27일
사망지샌디에이고, 캘리포니아, 미국
국적영국
모교옥스퍼드 대학교
캘리포니아 공과대학교
시카고 대학교
알려진 업적오겔 다이어그램
생명의 기원
오겔의 규칙
수상왕립 학회 회원
분야화학
직장옥스퍼드 대학교
케임브리지 대학교

2. 생애

레슬리 오겔은 이론 화학, 특히 무기 화학 분야에서 경력을 시작하여 옥스퍼드, 캘리포니아 공과대학교, 시카고 대학교에서 연구를 계속했다.

1953년 4월, 시드니 브레너, 잭 더니츠, 도로시 호지킨 등과 함께 프랜시스 크릭과 제임스 왓슨이 만든 DNA 구조 모델을 처음으로 본 사람들 중 한 명이었다. 당시 오겔은 옥스퍼드 대학교 화학과에서 일하고 있었는데, 도로시 호지킨이 케임브리지에서 DNA 구조 모델을 보러 간다고 발표하자, 모두 함께 차 두 대에 나눠 타고 이동했다고 한다.[2] 이들은 모두 새로운 DNA 모델에 큰 감명을 받았으며, 특히 브레너는 이후 크릭과 함께 연구했고, 오겔 자신도 솔크 생물학 연구소에서 크릭과 함께 일했다.[3]

1955년 케임브리지 대학교 화학과에 합류하여 전이 금속 화학과 리간드장 이론을 연구했다. 여러 편의 학술 논문을 발표했으며, 《전이 금속 화학: 리간드장 이론》(1960)이라는 교과서를 저술했다. 또한 전이 금속 착물의 전자 항 에너지를 나타내는 오겔 다이어그램을 개발했다.

1963년에는 단백질 번역 오류로 인해 노화가 일어난다는 오류 재앙 노화 이론을 발표했으나,[4] 이후 실험적으로 이의가 제기되었다.[5]

1964년 캘리포니아 라호야에 있는 솔크 생물학 연구소의 선임 연구원 및 연구 교수로 임명되어 화학 진화 연구소를 이끌었다. 캘리포니아 대학교 샌디에이고 화학 및 생화학과의 겸임 교수도 역임했으며, NASA가 후원하는 NSCORT 외계 생물학 프로그램의 5명의 주요 연구원 중 한 명이었다. 또한 NASA의 바이킹 화성 탐사 프로그램에 참여하여 로봇이 화성으로 가져간 기체 크로마토그래피 질량 분석기 기기를 설계한 분자 분석 팀의 일원이었다.

오겔의 연구실은 현재 가장 널리 사용되는 항암제 중 하나인 시타라빈을 만드는 경제적인 방법을 발견했다.

스탠리 밀러와 함께 오겔은 펩타이드 핵산이 리보핵산 대신 초기 지구에서 자기 복제가 가능한 최초의 생명체 전 시스템을 구성한다는 것을 제안했다.

그의 이름은 오겔의 규칙으로 유명하며, 특히 오겔의 두 번째 규칙 "진화는 당신보다 더 똑똑하다"로 알려져 있다.[6]

저서 "생명의 기원"에서 오겔은 생물체를 무생물과 구별하는 기준으로 특정 복잡성이라는 개념을 만들었다. 그는 자신의 연구 분야에서 300편이 넘는 논문을 발표했다.

1993년 아일랜드 더블린의 트리니티 칼리지에서 열린 "생명이란 무엇인가?" 회의에서 만프레트 아이겐, 존 메이너드 스미스, 스티븐 제이 굴드 등 생명 기원 연구를 탐구하는 저명한 과학자들과 함께 발표했다. 오겔의 강연은 "분자 구조와 무질서한 결정"에 관한 것이었다.[7]

2007년 10월 27일 캘리포니아 샌디에이고의 샌디에이고 호스피스 & 완화 치료 센터에서 췌장암으로 사망했다.

2. 1. 초기 생애 및 교육

레슬리 오겔은 1927년 1월 12일 영국 런던에서 태어났다. 1948년 옥스퍼드 대학교에서 화학을 수석 졸업하여 문학사 학위를 받았으며, 1951년에는 옥스퍼드 매그달렌 칼리지의 특별 연구원으로 선출되었고, 1953년에 화학 박사 학위를 받았다.[2]

3. 주요 연구 업적

레슬리 오겔은 생명의 기원 연구, 특히 RNA 세계 가설의 발전에 중요한 기여를 했다. 주요 연구 업적은 다음과 같다.

연구 분야내용
핵염기 합성시안화 수소 (HCN) 5분자가 반응하여 아데닌을 형성하는 메커니즘을 제안했다. 시안화 수소가 용액에서 얼어붙어 농축되는 현상을 통해 초기 지구 환경에서 핵염기 합성이 가능함을 보였다.[8]
뉴클레오사이드 형성마그네슘 이온 존재 하에서 리보스와 퓨린 뉴클레오베이스 (하이포잔틴, 아데닌, 구아닌) 혼합물을 건조시켜 뉴클레오사이드를 합성하는 방법을 제시했다.[9]
RNA 중합무기 인산염[10]과 뉴클레오티드 인산기[11]가 핵산 중합체로 축합 반응을 일으키는 메커니즘을 연구했다. 카보디이미드 시약[15], 메틸 이소시아나이드, 아세트알데히드[12] 등을 이용하여 뉴클레오티드 인산기를 활성화하고 RNA 중합을 촉진하는 방법을 제시했다. 포스포르이미다졸라이드 활성 뉴클레오티드가 RNA 주형 가닥을 이용하여 중합 및 복제할 수 있다고 이론화했다.[11] 몬모릴로나이트 점토가 RNA 중합을 촉진하는 역할[14]을 한다는 사실도 밝혀냈다.
RNA 세계 가설1960년대 후반, 생명이 DNA나 단백질보다 먼저 RNA를 기반으로 발생했다는 가설을 제안했다.[17] RNA 기반 유전자와 리보자임 (RNA 효소)의 역할을 강조하며, 이 가설은 현재 널리 받아들여지고 있다.


3. 1. 생명의 기원 연구

레슬리 오겔은 생명의 기원과 관련하여 핵염기 합성, 뉴클레오사이드 형성, RNA 중합 등 다양한 연구를 수행했으며, 특히 RNA 세계 가설의 발전에 중요한 기여를 했다.

3. 1. 1. 핵염기 합성

오겔은 후안 오로가 제안한 초기 지구에서 핵염기 합성에 대한 메커니즘 문제에 대한 새로운 해결책을 제시했는데, 이는 5개의 시안화 수소 (HCN) 분자가 반응하여 아데닌을 형성하는 것을 기반으로 했다. 이 문제점은 증거에서 제시된 것보다 훨씬 더 농축된 시안화 수소가 필요하다는 것이었다.[8]

오겔은 시안화 수소가 용액에서 얼어붙었다고 제안했다.[8] 이것은 HCN 분자를 얼음의 결정 구조의 결정 격자 사이 공간에 농축시키고, 또한 HCN이 액체 물 용액에서 너무 휘발성인 문제를 해결할 것이다.

3. 1. 2. 뉴클레오사이드 형성

오겔은 뉴클레오사이드(뉴클레오베이스 + 리보스 당) 합성을 위해 마그네슘 이온이 있는 상태에서 리보스와 퓨린 뉴클레오베이스인 하이포잔틴, 아데닌, 구아닌을 섞은 혼합물을 건조시키는 방식을 제시했다.[9] 이 반응은 뉴클레오베이스가 리보스의 정확한 탄소에 부착되어 올바른 방향(베타 아노머)으로 결합하는 두 가지 방식으로 배당체 결합을 올바른 위치에 놓는다.

그러나 이 합성은 지구상의 현재 생명체와 관련이 없는 뉴클레오베이스인 하이포잔틴에서만 가장 잘 작동하고, 리보스 당에 특이적이지 않고 다른 당에도 적용될 수 있다는 비판을 받았다.

3. 1. 3. RNA 중합

오겔은 RNA의 생성기원 연구를 계속하면서, 무기 인산염[10]과 뉴클레오티드 인산기[11]가 핵산 중합체로의 축합 반응을 위해 화학적으로 활성화될 수 있는 메커니즘을 탐구했다. 1960년대부터 오겔은 어린 지구에서 존재했을 가능성이 있는 다양한 시안화물 기반 활성화제를 탐구했다. 카보디이미드 시약이 뉴클레오티드 인산기를 활성화하고 짧은 아데노신 이량체 및 삼량체의 형성을 촉진하는 데 효과적인 것으로 밝혀졌다.[15] 2018년, 존 D. 서덜랜드와 공동 연구자들은 메틸 이소시아나이드와 아세트알데히드가 결합하여 초기 지구 조건에서 형성되었을 가능성이 있는 선생명 인산 활성화제를 형성할 수 있다고 제안했다.[12]

오겔은 또한 하나의 RNA 단일 가닥이 지구 최초의 생명체의 주형 가닥이 될 수 있으며, 이러한 포스포르이미다졸라이드 활성 뉴클레오티드가 이 RNA 주형 가닥을 사용하여 중합 및 복제할 수 있다고 이론화했다. 로어만과 오겔은 (인산기 산소가 이미다졸 고리로 대체된) 아데노신 모노포스페이트의 포스포르이미다졸라이드 유도체가 폴리-우리딘 주형의 존재 하에 짧은 아데노신 올리고머를 형성한다고 보고했다.[11] 그들은 또한 반응을 촉매하는 2가 금속 양이온이 인터 뉴클레오티드 연결의 지역화학에 영향을 미친다는 것을 발견했다.[13] Pb2+는 주로 5'-2' 결합 뉴클레오티드를 생성한 반면, Zn2+는 폴리-시티딘 주형의 존재 하에 구아노신 포스포르이미다졸라이드로부터 주로 5'-3' 결합 뉴클레오티드를 생성했다. 몬모릴로나이트 점토는 또한 폴리-아데노신 10-머 프라이머로부터 시작하여 아데노신 포스포르이미다졸라이드의 올리고뉴클레오티드 중합을 수십 개의 염기 길이로 촉진하는 것으로 나타났다.[14] 몬모릴로나이트가 없는 경우, 프라이머는 5' 아데노신 피로인산의 형성을 통해 캡핑되었다.

초기 연구에서 올리고뉴클레오티드 생성물은 일반적으로 14C 동위원소 표지, 핵산 젤 전기영동, 및 종이 전기영동의 조합을 통해 특성화되었다. 효소 소화는 지역 이성질체를 구별하는 데 사용되었다.[15] HPLC의 출현으로 구아노신의 긴 올리고머의 특성화가 가능해졌다.[13]

3. 1. 4. RNA 세계 가설

1960년대 후반, 오겔은 생명이 DNA나 단백질을 기반으로 하기 전에 RNA를 기반으로 했다고 제안했다. 그의 이론에는 RNA를 기반으로 한 유전자와 RNA 효소가 포함되었다.[17] 이 견해는 현재 널리 받아들여지는 RNA 세계 가설로 발전하고 형성되었다.

거의 30년 후, 오겔은 RNA 세계 가설에 대한 장문의 검토를 작성했다.[18] 이 검토에서는 비생물적 조건에서 RNA와 그 구성 요소에 대한 많은 제안된 합성을 강조하고, 리보자임 (오겔이 한때 예측했던 것처럼 효소로 기능하는 RNA 분자) 발견의 중요성을 언급하는 동시에, 트레오스 핵산(TNA) 및 펩타이드 핵산(PNA)과 같이 리보스를 대체하는 핵산 중합체를 보여주었다.

결론적으로 오겔은 "상당한 진전에도 불구하고, RNA 세계의 기원에 대한 문제는 아직 해결되지 않았다"고 썼다.[18]

4. 배종설 (Directed Panspermia)

프랜시스 크릭과 함께 지구 생명의 기원에 대한 상세한 배종설 시나리오를 제안했으며, 더 나아가 지구의 생명체가 외계 생명체에 의해 설계되어 지구로 보내졌다고 주장했다.[16] 그들은 외계인이 지구에 생명체를 씨앗으로 뿌리기 위해 사용했을 우주선의 설계를 제안했다.

5. 저서


  • 레슬리 E. 오겔, ''전이 금속 화학 입문. 리간드장 이론'', 1961년
  • 레슬리 E. 오겔, ''생명의 기원: 분자와 자연 선택'', 1973년
  • 레슬리 E. 오겔, 스탠리 L. 밀러, ''지구상의 생명의 기원'', 1974년

6. 수상 및 서훈

참조

[1] 간행물 Leslie Eleazer Orgel. 12 January 1927 – 27 October 2007 2013-12-01
[2] 서적 The Eighth Day of Creation: Makers of the Revolution in Biology CSH Press
[3] 서적 Francis Crick: Hunter of Life's Secrets Cold Spring Harbor Laboratory Press
[4] 간행물 The maintenance of the accuracy of protein synthesis and its relevance to ageing 1963
[5] 서적 Evolutionary Biology of Aging https://archive.org/[...] Oxford University Press 1991
[6] 간행물 Leslie E. Orgel http://www.nasonline[...]
[7] 웹사이트 WHAT IS LIFE? The next fifty years Trinity College, Dublin, Ireland September 20th – 22nd http://icr.provocati[...] 2016-11-18
[8] 간행물 Conditions for purine synthesis: did prebiotic synthesis occur at low temperatures? 1966-07-01
[9] 간행물 Studies in prebiotic synthesis 1972-06-14
[10] 간행물 Prebiotic Synthesis: Phosphorylation in Aqueous Solution American Association for the Advancement of Science
[11] 간행물 Template-Directed Synthesis with Adenosine-5'-Phosphorimidazolide American Association for the Advancement of Science
[12] 간행물 A Light-Releasable Potentially Prebiotic Nucleotide Activating Agent
[13] 간행물 Efficient Metal-Ion Catalyzed Template-Directed Oligonucleotide Synthesis American Association for the Advancement of Science
[14] 간행물 Synthesis of Long Prebiotic Oligomers on Mineral Surfaces
[15] 간행물 Nonenzymatic Synthesis of Oligoadenylates on a Polyuridie Acid Template
[16] 간행물 Directed panspermia 1973-07-01
[17] 간행물 Obituary: Leslie Orgel (1927–2007)
[18] 간행물 Prebiotic Chemistry and the Origin of the RNA World 2004-01-01


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