오즈월드 에이버리
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1. 개요
오즈월드 에이버리는 캐나다 출신의 미국의 의사이자 의학 연구자이다. 그는 폐렴구균 연구를 통해 형질전환의 원인이 DNA에 있음을 밝혀내어 현대 유전학 및 분자생물학 발전에 기여했다. 호글랜드 연구소와 록펠러 연구소에서 근무하며 폐렴구균의 면역 혈청 개발, 형질전환 실험 등을 수행했으며, 1945년 코플리 메달, 1947년 앨버트 래스커 기초의학연구상을 수상했다.
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| 오즈월드 에이버리 - [인물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 이름 | 오스왈드 에이버리 |
| 로마자 표기 | Oseuwaldeu Eibeori |
| 출생일 | 1877년 10월 21일 |
| 출생지 | 캐나다 노바스코샤주 핼리팩스 |
| 사망일 | 1955년 2월 20일 |
| 사망지 | 미국 테네시주 내슈빌 |
| 국적 | 캐나다, 미국 |
| 학력 | |
| 모교 | 콜게이트 대학교, 컬럼비아 대학교 |
| 지도교수 | 해당사항 없음 |
| 지도 학생 | 해당사항 없음 |
| 경력 | |
| 직업 | 의사, 분자생물학자 |
| 근무 기관 | 록펠러 대학교 병원 |
| 연구 업적 | |
| 주요 업적 | 에이버리-맥클라우드-매카티 실험, DNA가 유전 물질임을 밝힘 |
| 수상 | |
| 수상 내역 | 코플리 메달(1945), 앨버트 래스커 기초 의학 연구상(1947) |
2. 생애
오즈월드 에이버리는 1877년 10월 21일 캐나다 핼리팩스에서 태어났다. 아버지 조지프 프랜시스 에이버리는 잉글랜드 침례교 목사였고, 1873년 캐나다로 이민하였다가 1887년 가족들과 함께 뉴욕으로 이사하였다.[53] 에이버리는 뉴욕에서 학교를 다녔고, 콜게이트 대학교에서 신학을 공부하다 컬럼비아 대학교 의과대학으로 옮겨 의사가 되었다.[54]
1907년부터 브루클린에 있는 호아그랜드 연구소에서 일하면서 롱아일랜드 대학병원에서 전문의 과정을 거쳤다. 1913년 다양한 세균에 대한 면역 연구 논문을 발표하여 록펠러 대학교 부속병원에 자리를 얻었고, 1948년까지 근무하였다.[53]
1934년에서 1944년까지 록펠러 연구소에서 프레더릭 그리피스의 실험을 보다 정교하게 수행하여 형질전환의 원인이 DNA에 있다는 것을 밝혀냈다.[55]
1954년 간암에 걸렸고 1955년 사망하였다.[53]
2. 1. 가족 및 어린 시절
오즈월드 에이버리는 1877년 10월 21일 캐나다 핼리팩스에서 잉글랜드 침례교 목사인 아버지 조지프 프랜시스 에이버리와 어머니 엘리자베스 크로디 사이의 삼형제 가운데 차남으로 태어났다.[53] 에이버리의 가족은 1887년 뉴욕으로 이사하였다.[53]에이버리의 할아버지 조셉 헨리 에이버리는 제지업자였으며, 옥스퍼드 대학교에서 제지 담당자였다.[10] 그는 양면 인쇄가 가능한 얇은 종이를 만드는 방법을 발견했고, 이 종이는 옥스퍼드 성경 제작에 사용되었다.[10]
아버지 조셉 프랜시스 에이버리는 1846년 노퍽주 노리치에서 태어났으며, 침례교 전도사의 영향을 받아 침례교 목사가 되었다.[10] 1870년에 엘리자베스 크라우디와 결혼하여 3년 동안 영국에서 침례교 목사로 사역했다.[10] 그 후, 친구들의 반대에도 불구하고 아내와 함께 노바스코샤주 핼리팩스로 이주했다.[10] 핼리팩스에서 14년 동안 목사로 일한 후, 뉴욕시의 선원 성전에서 사람들에게 설교했다.[11] 1890년 12월 집이 전소되었을 때, 뉴욕의 침례교 공동체는 존 D. 록펠러를 포함한 여러 사람들이 비용을 지불하는 것을 도왔다.[12] 그는 1892년에 사망하였다.[13]
어머니 엘리자베스 크라우디는 남편의 교회를 지역 사회의 중심지로 만들었으며,[14] 조셉 프랜시스 에이버리가 사망한 후에도 교회 간행물 편집을 계속했다.[14] 그녀는 또한 침례교 시티 미션 소사이어티에서 일하면서 많은 부유한 사람들과 교류했다.[14]
오즈월드는 형인 어니스트와 남동생 로이 두 명의 형제가 있었다.[14] 어니스트는 어린 나이에 병에 걸렸다.[14] 로이는 형 오즈월드를 따라 세균학 분야에 종사했다.[5] 그는 테네시주 내슈빌에 있는 밴더빌트 의과대학에서 가르쳤다.[5]
에이버리가 10살이 되었을 때, 그의 가족은 뉴욕시 로어 이스트 사이드로 이사했다. 오즈월드 에이버리는 어린 시절부터 교회 활동에 참여했다.[16] 그와 그의 형 어니스트는 교회에서 코넷 연주법을 배웠다.[16] 형제는 선원 성전 계단에서 연주하여 예배자들을 끌어들였다.[17] 어니스트는 병이 나서 계속하지 못했지만, 오즈월드는 계속해서 노력했다.[18]
오즈월드 에이버리는 1896년 콜게이트 대학교에 입학했다.[18] 4학년 때, 그는 철학 교수에게 기독교 신앙의 신빙성을 탐구할 수 있는 형이상학 수업을 만들어 달라고 요청했다.[19] 그는 콜게이트 대학교에서 인문학 학사 학위를 받았고, 1900년 졸업생이었다.[21][20]
오즈월드 에이버리는 1900년 후반에 뉴욕의 컬럼비아 대학교 의과대학에서 의학 공부를 시작했다.[20] 1904년 의학 박사 학위를 받고 일반 의학을 시작했다.[23]
2. 2. 교육
오즈월드 에이버리는 1877년 캐나다 핼리팩스에서 태어났다. 뉴욕 로어 이스트 사이드의 침례교계 학교에 다녔으며, 뉴욕 남자 문법학교를 졸업했다. 콜게이트 대학교에서 신학을 공부하였으나 컬럼비아 대학교 의과대학으로 옮겨 의사가 되었다.[54]1896년 콜게이트 대학교에 입학하여 1900년에 인문학 학사 학위를 받았다.[18][21][20] 1900년 후반에 컬럼비아 대학교 의과대학에서 의학 공부를 시작하여 1904년 의학 박사 학위를 받고 일반 의학을 시작했다.[20][23]
에이버리의 학력은 다음과 같다.
오즈월드 에이버리는 1877년 10월 21일 캐나다 핼리팩스에서 잉글랜드 침례교 목사의 아들로 태어났다. 1887년 가족과 함께 뉴욕으로 이주한 에이버리는 뉴욕 로어 이스트 사이드의 침례교계 학교와 뉴욕 남자 문법학교를 졸업했다.[53] 이후 콜게이트 대학교에서 신학을 공부하다 컬럼비아 대학교 의과대학으로 옮겨 의사가 되었다.[54]
3. 초기 경력
1907년부터 브루클린에 있는 호글랜드 연구소에서 일하며 롱아일랜드 대학병원에서 전문의 과정을 거쳤다. 1913년에는 다양한 세균에 대한 면역 연구 논문을 발표하여 록펠러 대학교 부속병원에 자리를 얻었고, 1948년까지 그곳에서 근무하였다.[53] 1918년 9월부터 1919년 1월까지는 미국 육군 군의관 대위로 복무하기도 했다.
1934년부터 1944년까지는 록펠러 연구소에서 맥클로드, 매카티와 함께 프레더릭 그리피스의 실험을 발전시켜 형질전환의 원인이 DNA임을 밝혀냈다.[55]
3. 1. 호글랜드 연구소
에이버리는 1907년부터 브루클린에 있는 호글랜드 연구소에서 일하면서 롱아일랜드 대학병원에서 전문의 과정을 거쳤다.[53] 호글랜드 연구소는 미국 최초의 기부 석좌로 설립된 미생물학 연구소였다.[25] 이 연구소는 롱 아일랜드 병원과 제휴 관계였기 때문에 에이버리는 간호학생 교육도 담당했다. 여기서 그는 "교수(The Professor)"라는 별명을 얻었고, 종종 "Fess"로 줄여 불렸다.[27]
호글랜드 연구소에서 에이버리는 요구르트 및 기타 발효유 제품의 세균학과 이것들이 장내 세균에 미치는 영향을 연구했다.[25] 그는 연구 결과를 "불가리쿠스형 특정 젖산균에 대한 관찰"에 기록했다.[26] 1909년부터 1913년까지 그는 세균학적, 면역학적, 화학적 접근 방식을 사용하여 의학 연구를 수행했다.[26]
한동안 호글랜드 연구소 소장인 벤자민 화이트는 결핵에 걸렸다.[26] 에이버리는 그와 함께 트루데아 요양원에 가서 치료를 받았다.[26] 그 후 에이버리는 요양원에 휴가를 보내러 돌아갔다.[26] 그는 결핵에 관심을 갖게 되었고 트루데아 연구소에서 결핵의 임상적 및 실험적 측면을 연구하기 시작했다.[26] 여기서 그는 질병의 활동기 단계에 있는 결핵 환자의 연속 혈액 배양 100회를 실시했다.[26] 그는 이차 감염의 증거를 결코 발견하지 못했다.[26] 그의 신중한 임상 조사는 록펠러 대학교의 루퍼스 콜 박사의 눈길을 사로잡았다.[26]
에이버리는 결핵균에서 유래한 생성물에 대한 화학적 및 독성학적 연구를 수행했다.[27] 그는 화이트와 동료로서 알칼리성 에탄올로 생성물을 추출했다.[27] 이 연구는 1912년에 발표되었다.[27] 이것은 그의 화학 구조를 사용하여 세균 활동을 관찰하고 분석하려는 체계적인 노력을 더욱 보여주었다.[27] 1911년에 에이버리는 H. K. 멀포드사 직원들에게 세균학적 기술을 교육했고, 그들은 그에게 항독소와 백신 생산을 위한 산업적 방법을 가르쳤다.[27]
호글랜드 연구소에서 근무하는 동안 에이버리는 9편의 논문을 발표했는데, 그중 하나는 "옵소닌과 백신 요법"에 관한 장이었다.[27] 그는 이 장을 위해 N. B. 포터 박사와 공동 연구했다. 이 장은 당시 인기 있는 의학 잡지인 헤어의 현대 치료에 실렸다.[27] 에이버리는 또한 호글랜드 연구소 간호학생들에게 강의를 했다.[27] 강의 중에 그는 재채기를 통해 퍼지는 병원균의 위험성을 전달했다.[27]
호글랜드 연구소에서 근무하는 동안 에이버리는 록펠러 대학교에서 두 통의 서면 제안을 받았지만 모두 거절했다.[28] 에이버리는 록펠러 대학교의 루퍼스 콜이 직접 그에게 자리를 제안하러 올 때까지 제안을 받아들이지 않았다.[28]
3. 2. 록펠러 연구소
에이버리는 1913년 록펠러 대학교 부속병원에 자리를 얻어 1948년까지 근무하였다.[53] 록펠러 연구소에서 조교(1913년), 부교수(1915년), 준회원(1919년), 정회원(1923년)으로 승진했다.[28]
에이버리는 록펠러 연구소에서 콜(Cole), 알퐁스 도셰(Alphonse Dochez)와 함께 폐렴을 일으키는 박테리아인 폐렴구균(Streptococcus pneumoniae) 균주에 대한 최초의 효과적인 면역 혈청을 개발했다. 이 혈청은 감염된 말의 혈액으로부터 생산되었다.[29]
서로 다른 환자에게서 분리된 다양한 폐렴 배양체는 서로 다른 면역학적 특성을 가지고 있었다.[30] 이로 인해 모든 균주에 효과적인 혈청을 개발하는 것은 어려웠다.[30] 폐렴구균은 네 가지 주요 그룹(I형, II형, III형, IV형)으로 분류되었다.[31] 에이버리는 건강한 사람과 폐렴 증상이 있는 사람에게서 다양한 폐렴구균 유형의 분포를 조사했다.[32] 그는 II형 폐렴구균의 여러 하위 그룹을 발견했는데,[31] 이들은 특정 측면에서 표준 균주와 유사했지만, II형의 하위 그룹들은 서로 유사성을 공유했지만 다른 주요 폐렴구균 그룹과는 공유하지 않았다.[31]
에이버리는 1915년 "폐렴구균의 다양성과 폐렴과의 관계(Varieties of Pneumococcus and Their Relation to Lobar Pneumonia)"라는 논문에서 자신의 연구 결과를 발표했다.[32] 이 논문에서 그는 건강해 보이는 사람들도 폐렴을 보유할 수 있다고 주장했다.[32] 또한 환자에게 적절한 혈청을 결정할 때 폐렴구균의 응집을 기반으로 균주의 유형을 확인하는 것이 중요하다고 제안했다.[32] 에이버리는 더 심각한 증상을 유발하는 폐렴구균 균주가 덜 심각한 증상을 유발하는 균주보다 독성이 더 높다고 제안했다.[32]
II형 폐렴에 효과적인 혈청이 개발되었고,[33] 에이버리는 말을 이용하여 이 혈청을 실험했다.[32][33] 그는 혈청을 처리하고 항폐렴구균 활성을 측정했다.[32][33] 에이버리는 혈청을 농축하여 최소한의 이종 단백질만이 필요하도록 했다.[32] 그는 이러한 개선 사항을 설명하는 "급성 폐렴: 예방 및 혈청 치료(Acute Lobar Pneumonia: Prevention and Serum Treatment)"라는 단행본을 연구소에서 출판했다.[33]
에이버리는 도셰가 폐렴 환자의 혈액과 소변에서 발견되는 특정 가용성 물질에 대한 연구를 돕기도 했다.[34] 소변 샘플에서 특정 가용성 물질의 존재는 배양이 자랄 때까지 기다리지 않고도 폐렴의 유형을 신속하게 검사할 수 있게 해주었다.[35] 에이버리와 하이델베르거(Heidelberger)는 서로 다른 폐렴 균주의 캡슐이 서로 다른 다당류 구조를 가지고 있다는 것을 깨닫고 다당류가 면역 특이성에 역할을 한다는 결론을 내렸다.[36] 특정 가용성 물질에 대한 그들의 연구는 항혈청을 설계할 때 유기체의 화학적 조성 요소를 고려하는 것이 중요하다는 것을 보여주었다.[32]
에이버리는 1923년부터 1929년까지 특정 가용성 물질 발견에 대한 논문을 발표했고, 1933년에는 고벨(Goebel)과 함께 발표한 논문도 있다.[37] 그는 1934년까지 고벨과 함께 연구했고, 그 후 고벨이 연구를 계속했다.[37] 나중에 에이버리는 모든 폐렴구균 균주에 대해서는 동일하지만 다른 박테리아와는 다른 활성 단백질을 관찰한 후, 단백질이 폐렴쌍구균(Diplococcus pneumoniae)의 특이성을 결정한다는 결론을 내렸다.[38]
에이버리는 1934년부터 1944년까지 록펠러 연구소에서 멕클레오드, 멕클린 등과 함께 프레더릭 그리피스의 실험을 보다 정교하게 수행하여 형질전환의 원인이 DNA에 있다는 것을 밝혀냈다.[55]
1943년 은퇴하면서 연구소 명예 회원이 되었으나, 1948년까지 실험실에서 계속 연구했다.[28]
4. 형질전환 실험
형질전환은 1928년 프레더릭 그리피스가 폐렴쌍구균을 이용한 그리피스 실험을 통해 처음 발견하였다. 그러나 그리피스는 형질전환이 일어난다는 사실은 확인하였지만, 그 원인 물질이 무엇인지는 밝혀내지 못했다.[56] 1944년 오즈월드 에이버리는 그리피스의 실험을 더욱 정교하게 통제하여, S형 균을 탄수화물, 단백질, DNA로 분리한 후 R형 균에 주입하는 실험을 통해 DNA가 형질전환의 원인임을 증명하였다.[57]
스페인 독감 유행 이후, 에이버리는 폐렴구균 연구로 돌아와 S형과 R형 균의 특성을 확인했다. S형은 질병을 유발하고 다당류 캡슐을 가지고 있었지만, R형은 캡슐이 없어 무해했다.
오랜 시간 동안 유전 정보는 세포의 단백질에 포함되어 있다고 생각되었다. 에이버리는 콜린 먼로 맥리오드, 맥린 매카티와 함께 유전 현상을 연구하여, S형 폐렴구균을 열처리하여 죽인 후, 여러가지 효소를 처리하여 단백질, RNA, DNA등을 각각 분리해 내었다. 이후, 이들 분리된 물질들을 각각 R형 균과 함께 배양하는 실험을 진행했다. 그 결과 디옥시리보핵산 분해효소를 처리하여 DNA를 제거한 경우에만 R형 균이 S형 균으로 형질전환되지 않는다는 것을 확인하였다. 이를 통해 DNA가 형질전환을 일으키는 유전 물질임을 밝혀냈다.
에이버리의 발견은 알프레드 허시와 마사 체이스의 허시-체이스 실험(1952년)으로 이어졌고, 이는 다시 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭의 DNA 이중 나선 구조 발견으로 이어져 현대 유전학과 분자생물학 탄생의 계기가 되었다.
4. 1. 에이버리-맥리오드-매카티 실험
프레더릭 그리피스는 1928년 폐렴쌍구균을 이용한 그리피스 실험을 통해 형질전환을 처음 발견했지만, 형질전환의 원인을 밝혀내지는 못했다.[56] 1944년 오즈월드 에이버리는 그리피스의 실험을 정교하게 발전시켜, 열처리한 S형 균을 탄수화물, 단백질, DNA로 분리하여 R형 균에 주입했고, 그 결과 DNA가 형질전환의 원인임을 밝혀냈다.[57]오랫동안 유전 정보는 세포의 단백질에 있다고 여겨졌다. 에이버리는 콜린 먼로 맥리오드, 맥린 매카티와 함께 유전 현상을 연구했다. 이들은 S형 폐렴구균을 분리하여 열처리로 죽인 후,[42][41] 단백질, RNA, DNA 등 다양한 거대 분자를 제거하는 기술을 사용했다.[42][41] 이후, 특정 물질이 제거된 S형 균을 살아있는 R형 균과 함께 배양했다.[42][41] R형 균이 S형 균으로 형질전환되지 않으면, 제거된 물질이 유전 정보를 가지고 있으며, 이를 "형질전환 원리"라고 가정했다.[42][41]
실험 결과는 다음과 같다.
에이버리는 "데옥시리보스형 핵산이 폐렴구균 III형의 형질전환 원리의 기본 단위"라고 결론 내렸다.[45] 이는 에르빈 차가프에게 큰 영향을 주었고, 차가프는 차가프의 법칙을 발견하게 된다.[45]
이후 알프레드 허시와 마사 체이스는 1952년 허시-체이스 실험을 통해 에이버리의 연구를 발전시켰다.[46] 이 실험들은 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭의 DNA 나선 구조 발견으로 이어져, 현대 유전학과 분자생물학의 탄생에 기여했다.
노벨상 수상자 조슈아 레더버그는 에이버리의 연구가 "현대 DNA 연구의 역사적 기반"을 제공했고, "유전학과 생의학 과학에서 분자 혁명을 예고했다"고 평가했다.
5. 은퇴 이후
에이버리는 록펠러 연구소에서 은퇴한 후 테네시주 내슈빌에서 형제 가족과 가까이 살았다. 그는 과학자로서가 아니라 쾌활한 가장이자 친절한 시골 신사로 여겨졌다.[48] 에이버리는 미국 남부에 머무는 동안 지역 식물에 특별한 관심을 가지고 정원사처럼 행동하며 꽃과 나무에 대한 지식을 쌓고 감탄했다.[48]
에이버리는 은퇴 후에도 핵산 연구에 대한 열정을 이어갔으며, 밴더빌트 의과대학 의학과장인 휴 잭슨 모건 박사와 함께 연구를 계속했다.[48] 모건 박사는 국방부로부터 연쇄상구균 감염에 대한 면역 연구비를 지원받았고, 에이버리를 연구에 참여시키도록 설득했다.[48] 에이버리는 버트램 E. 스프로프킨 박사와 함께 이 연구를 수행했다.[48] 두 사람은 "'''스트렙토마이세스 알부스'''(Streptomyces albus)의 용균 특성과 용혈성 연쇄상구균에 대한 작용에 관한 연구"라는 공동 보고서를 작성했다.[48]
말년에 에이버리는 광범위한 간세포암(간암) 말기 판정을 받았다.[48] 그는 1955년 2월 20일 77세의 나이로 사망하여 내슈빌에 있는 마운트 올리벳 묘지에 안장되었다.[48]
6. 사망
에이버리는 1954년 간암에 걸렸고 1955년에 사망하였다.[53] 말년에 에이버리는 광범위 간세포암(hepatoma), 즉 간암 말기 판정을 받았다.[48] 그는 1955년 2월 20일 77세의 나이로 테네시주 내슈빌에 있는 마운트 올리벳 묘지(Mount Olivet Cemetery)에 안장되었다.[48]
7. 수상
| 연도 | 수상 |
|---|---|
| 1945년 | 코플리 메달 |
| 1947년 | 알버트 래스커 기초의학연구상 |
| 1949년 | 파사노상 |
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