리처드 싱: 화학을 바꾼 양모 연구소

20세기 가장 중요한 화학적 기법은 양모를 전문으로 하는 업계 단체의 연구소에서 고안되었다. 제2차 세계대전 중 리즈에서 리처드 로런스 밀링턴 싱(Richard Laurence Millington Synge)과 아처 마틴(Archer Martin)은 양모 섬유의 아미노산을 분리하려고 시도했으나 기존 방법으로는 너무나 유사한 분자들을 구별할 수 없다는 것을 발견했다. 그들이 대신 발명한 '분배 크로마토그래피'는 화학자들에게 밀접하게 관련된 화합물 혼합물을 분리할 수 있는 범용적인 방법을 제공했다. 이 공로로 그들은 1952년 노벨 화학상을 수상했으며, 단백질 서열 분석이 가능해졌다.

주식 중개인의 아들

싱은 1914년 10월 28일 리버풀 근처 위럴 반도의 웨스트 커비에서 태어났다(일부 자료는 리버풀 출신으로 기록). 아버지 로런스 밀링턴 싱은 리버풀의 주식 중개인이었고, 어머니는 캐서린 C. 스완이었다. 그는 슈롭셔 웰링턴의 올드 홀과 영국에서 가장 오래된 공립학교 중 하나인 윈체스터 칼리지에서 교육을 받은 후, 케임브리지 대학교 트리니티 칼리지에 진학하여 화학을 공부했다.

분자 구별의 문제

1941년부터 1943년까지 싱은 리즈의 양모 산업 연구 협회에서 일했다. 양모는 단백질(케라틴)이며, 업계가 제기한 실용적인 질문은 근본적으로 아미노산 구성에 관한 것이었다. 어려움은 근본적이었다. 아미노산은 크기, 용해도, 화학적 거동이 매우 비슷하여 당시의 분석 도구로는 확실하게 분리할 수 없었다.

아처 마틴과 함께 싱은 다른 방향에서 문제에 접근했다. 화합물을 분리하는 반응을 찾는 대신, 그들은 물리적 사실을 이용했다. 즉, 서로 다른 물질은 두 개의 섞이지 않는 액체상 사이에서 다르게 분배된다는 것이다. 혼합물을 고체 지지체 위의 고정 액체상을 통과시키면 각 성분은 서로 다른 정도로 지연되어 별도로 나타난다. 이것이 분배 크로마토그래피였으며, 유사한 화학 물질의 혼합물을 분리하는 기술로서 기록에 따르면 분석 화학에 혁명을 일으켰다.

그 장점은 범용성이었다. 혼합물이 무엇인지는 중요하지 않았다. 아미노산, 펩타이드, 당, 약물, 색소, 오염 물질 등 모든 것이 분리 가능해졌고, 소량으로도 분리할 수 있었는데 이는 재료가 부족한 생화학에서 매우 중요했다. 임상 검사부터 신약 개발, 법의학에 이르는 현대의 실험실 분석은 리즈에서의 전시 연구에서 비롯되었다.

펩타이드와 그라미시딘

1943년부터 1948년까지 싱은 런던의 리스터 예방 의학 연구소에서 일했으며, 그 기간(대략 1942년~1948년) 동안 새로운 기술을 단백질 그라미시딘의 펩타이드에 적용하여 아미노산 단위가 어떻게 연결되어 있는지 밝혀냈다.

이것이 가장 중요한 실증이었다. 크로마토그래피로 펩타이드 내 잔기의 순서를 특정할 수 있다면, 단백질의 서열은 원칙적으로 해명 가능하며 영원한 수수께끼가 아니게 된다. 싱의 연구는 프레더릭 생어(Frederick Sanger)의 인슐린 구조 결정에 직접적인 영향을 주었다. 이는 사상 처음으로 얻은 완전한 단백질 서열이었으며, 분자 생물학의 핵심 질문에 답을 주는 결과였다. 이 연쇄는 양모 연구소에서 게놈 서열 분석으로 이어졌다.

애버딘과 노리치

1948년 싱은 애버딘의 로윗 연구소로 옮겨 17년간 영양학 및 동물 과학을 전문으로 하는 센터에서 일했다. 1967년에는 노리치의 식품 연구소로 옮겨 1976년까지 재직했다. 1968년부터 1984년까지는 이스트 앵글리아 대학교의 생물 과학 명예 교수도 역임했으며, 인생의 마지막 30년을 보낸 이 도시와 깊은 인연을 맺었다.

평가

1950년 35세의 나이로 왕립 학회 펠로우로 선출되었다. 2년 후인 1952년, 분배 크로마토그래피 발명으로 아처 마틴과 함께 노벨 화학상을 공동 수상했다. 이는 발견이 아닌 기법에 대한 이례적인 수상이었으며, 기술이 이후의 응용을 통해 평가받은 상의 역사상 가장 명확한 사례 중 하나이다.

이후 1959년 존 프라이스 웨더릴 메달, 1963년 에든버러 왕립 학회 펠로우, 1977년 이스트 앵글리아 대학교 명예 이학 박사 학위, 1980년 웁살라 대학교 명예 박사 학위 등 추가적인 영예를 안았다.

가족과 죽음

1943년 싱은 심리학자 카린 스티븐과 정신분석학자 에이드리언 스티븐의 딸인 앤 데이비스 스티븐과 결혼했다. 이 결혼을 통해 그는 영국 근대주의의 가장 주목할 만한 지적 가문 중 하나와 연결되었다. 그녀는 그보다 3년 더 살았다.

싱은 1994년 8월 18일 노리치에서 79세의 나이로 사망했다. 그가 30세가 되기 전 양모 연구소에서 고안한 기술은 그 무렵 과학적 관행의 너무나 일반적인 일부가 되어 누구의 공로인지 언급되는 일이 드물었는데, 이는 기법에 있어 성공의 최고 형태이다.