알베르 클로드: 세포를 열어젖힌 제빵사의 아들

알베르 클로드(Albert Claude)는 중등학교를 마치지 못했다. 그는 그리스어도, 라틴어도 배우지 못했으며, 나중에 스스로 회고했듯이 자신이 제공할 것이라고는 거의 없는 '훌륭하다'고만 표현했던 벨기에 마을의 단실학교에서 자랐다. 수십 년 후, 그는 원심분리기와 결국 생물학자가 아닌 물리학자를 위해 만들어진 전자현미경을 사용하여 살아있는 세포의 내부를 형태 없는 덩어리가 아니라 구조화된 기계로 본 최초의 사람이 되었다. 이 업적으로 그는 1974년 노벨 생리학·의학상을 공동 수상했다.

고아가 된 시작

클로드는 1898년 8월 24일 벨기에 아르덴 지방의 뉘샤토 근처 롱리에에서 제빵사인 플로랑탱 조제프 클로드(Florentin Joseph Claude)의 네 자녀 중 막내로 태어났다. 그의 어머니 마리글로디스 와트리캉 클로드(Marie-Glaudice Watriquant Claude)는 그가 7살 때 유방암으로 사망했고, 가족은 이후 일자리를 찾아 공업 도시 아튀스로 이주했다. 클로드는 장애가 있는 삼촌을 돌보기 위해 학교를 그만두었고, 제1차 세계 대전 동안 제철소에서 산업 디자이너로 일했다. 윈스턴 처칠(Winston Churchill)에게 영감을 받았다고 나중에 밝힌 그는 전쟁 중 자원하여 영국 정보국에서 복무했으며, 분쟁 기간 내내 복무하여 연합국 메달과 참전 용사 지격을 획득했다. 이 지격은 그가 고등 교육을 받을 수 있는 통행권이 되었는데, 새로운 벨기에 법에 따라 전쟁 참전 용사들은 고전 교육을 받지 않아 통과할 수 없었던 표준 입학시험 없이 대학에 들어갈 수 있었기 때문이다. 그는 1922년 리에주 대학교에 입학하여 처음에는 광산학교를 계획했으나, 대신 1928년 의학 박사 학위를 받고 졸업했다.

베를린에서 록펠러 연구소로

베를린의 암연구소(Institut für Krebsforschung)와 카이저 빌헬름 생물학 연구소(Kaiser Wilhelm Institute for Biology)에서 1년 동안 박사후 연구를 마친 후, 클로드는 1929년 9월 펠로십을 통해 뉴욕의 록펠러 연구소에 도착했다. 그의 목표는 닭에게 암을 유발하는 바이러스인 라우스 육종의 배후에 있는 파악하기 힘든 병원체를 분리하는 것이었다. 거의 필연적으로 이 바이러스 추적은 그로 하여금 세포를 연구하는 완전히 새로운 방법을 발명하게 만들었다.

세포를 갈아 부품을 읽어내다

1930년, 기존 방법으로 라우스 육종 인자를 분리하지 못한 클로드는 세포 분획법(cell fractionation)을 개발했다. 이는 세포를 갈아 부수고 막을 여과한 다음 남은 물질을 원심분리기에서 회전시켜 질량과 밀도에 따라 성분을 분리하는 방식이었다. 이 기술을 통해 그는 세포의 특정 분획이 특정 기능을 관장한다는 것을 처음으로 증명할 수 있었다. 즉, 세포가 균질한 젤리가 아니라 개별적인 작동 부품들의 집합체임을 보여준 것이다. 이를 사용하여 그는 라우스 육종의 배후에 있는 인자를 나중에 RNA로 식별될 '리보핵단백질'로 분리 및 특성화하여 해당 암의 바이러스적 기반을 확립했다. 그런 다음 그는 물리학자들이 물리학을 위해 만든 도구인 전자현미경으로 눈을 돌려, 이를 생물학적 세포에 진지하게 적용한 최초의 사람이 되었다. 1945년에 미토콘드리아 구조에 대한 최초의 전자현미경 연구를 수행했으며, 같은 해 세포 내부 아키텍처에 대한 최초의 상세한 사진을 발표하여 미토콘드리아를 세포의 발전소 구조로 확인하고 RNA로 채워진 입자인 마이크로솜(나중에 리보솜으로 개명됨)을 발견했다. 동료 키스 포터(Keith Porter)와 함께 일하면서 그는 현재 소포체로 알려진 레이스 모양의 막 구조도 밝혀냈다. 세포 분획법과 전자현미경은 생물학에 세포가 실제로 무엇을 담고 있으며 그 부품들이 어떻게 상호 연관되어 있는지에 대한 최초의 진정한 지도를 제공했다.

미국 시민, 유럽으로의 귀환

클어드는 1941년에 미국 시민권을 취득하고 수십 년 동안 록펠러 연구소와 관계를 유지했으나, 1949년 벨기에로 돌아와 쥘 보데 암연구소(Jules Bordet Institute for Cancer Research) 소장을 맡고 브뤼셀 자유대학교의 교수가 되었다. 1972년 그는 루뱅 대학교에 자리를 추가하여 세포생물학 및 암학 연구소(Laboratoire de Biologie Cellulaire et Cancérologie) 소장을 맡았으며, 70대가 되어서도 활발한 연구를 계속했다. 건강 악화로 인해 1976년경 연구실 방문을 중단해야 했지만, 이후로도 수년 동안 은둔 속에서 연구를 계속했다.

상과 그 사람

1974년 클로드는 클로드가 개척한 분획 기술을 직접적으로 발전시킨 조지 에밀 팔라데(George Emil Palade), 크리스티앙 드 뒤브(Christian de Duve)와 함께 "세포의 구조 및 기능적 조직에 관한 발견으로" 노벨 생리학·의학상을 공동 수상했다. 그가 받은 다른 영예로는 팔라데, 포터와 함께 수상한 1970년 루이자 그로스 호르위츠상(Louisa Gross Horwitz Prize), 파울 에를리히 및 루트비히 다름슈타트상(Paul Ehrlich and Ludwig Darmstaedter Prize), 그리고 벨기에 전역 및 그 외 대학들의 명예 박사 학위가 있다. 연구실 밖에서 동료들은 그를 다소 괴짜로 묘사했으며, 멕시코 벽화가 디에고 리베라(Diego Rivera), 벨기에 초현실주의자 폴 들보(Paul Delvaux), 작곡가 에드가 바레즈(Edgard Varèse) 등 예술가들과 깊은 우정을 나누었다. 그는 1935년 줄리아 길더(Julia Gilder)와 결혼했으나 이혼으로 끝났고, 그들의 딸 필리파(Philippa)는 신경과학자가 되었다.

알베르가 천재라 불리는 이유

클로드가 천재로 평가받는 이유는 독특하고 특이한 창의력에 기반한다. 질문에 답할 기존 도구가 없을 때—즉 세포 내부의 물리적 실체는 무엇이며 어떤 부품이 무엇을 하는가—그는 산업 화학에서 빌려온 기술을 세포 분획법으로 각색하여 직접 도구를 만들었고, 생물학적 사용에 선례가 전혀 없던 전자현미경이라는 도구를 채택했다. 노벨상 공동 수상자인 크리스蒂앙 드 뒤브와 조지 팔라데는 학술지 《네이처(Nature)》에 기고한 추모사에서 새로운 준비 방법과 새로운 관찰 방식을 함께 사용하여 현대 세포생물학을 창시한 공로를 그에게 돌렸다. 정직한 복잡성은 클로드 자신의 초기 목표였던 라우스 육종 바이러스 분리가 개인적으로 완전히 실현되지는 않았다는 점이며, 그가 연 분야는 리소솜과 퍼옥시소마를 발견한 드 뒤브와, 클로드의 기술을 더욱 발전시켜 단백질 합성에서 리보솜의 역할을 매핑한 팔라데에 의해 더 유명한 결론으로 이어졌다. 다시 말해 클로드의 천재성은 창시자의 천재성이었다. 즉, 세포에 대한 마지막 말이 아니라, 세포에 진정한 질문을 던질 수 있는 최초의 작업 방법을 마련한 것이다.

유산

클어드는 1983년 5월 22일 밤 84세의 나이로 브뤼셀 자택에서 사망했다. 세포 분획법과 생체 조직의 전자현미경 검사는 오늘날에도 세포생물학 실험실의 기초 기술로 남아 있으며, 세포를 구조화되고 구획화된 기계로 보는 관점—미토콘드리아는 발전소, 리보솜은 단백질 공장, 소포체는 내부 운송 네트워크—은 소년 시절에 떠나온 학교와 거의 우연히 그에게 필요한 대학 문을 열어준 전쟁 기록을 바탕으로 알베르 클로드가 처음 그려낸 그림이다.