생명 뭐? 생명공학? 생명정보학? 생명정보학이 뭔데

생명정보학 또는 생물정보학은 영어로는 bioinformatics라고 하고 모든 생물학적인 문제를 컴퓨터로 해결, 예측하려는 학문을 말합니다. 그 안에는 응용수학, 통계학, 인공지능, 생화학, 화학, 정보과학 등이 들어 있죠. 그래도 주로 하는 작업이나 연구는 DNA 서열, 유전자 조합, 단백질에 관련된 구조 검색 및 예측, 단백질들 간에 상호작용이 있습니다.

 

생명정보학은 쉽게 말해서 컴퓨터로 생물 연구하는 분야라고 생각하면 됩니다. 그럼 생명정보학의 시작은 어떻게 된 것일까요?

 

1950년대에 영국의 앨런 튜링 박사가 시작이었다고 합니다. 앨런 튜링은 사실 어떻게 보면 수학자인데, 21세기에 나온 영화 중에 '이미테이션 게임'이라는 게임이 있는데, 그 영화 속 내용의 주인공이죠. 앨런 튜링이 작성한 자연적으로 발생하는 생물학전 패턴에 관련된 논문이 생물정보학에 관한 첫 번째 논문으로 인식하고 있습니다. 그 다음에 영국의 존 켄드류박사와 막스 퍼루츠가 헤모글로빈에 대한 3차원 단백질 구조를 밝혀내고, 그때까지는 손으로 계산기를 이용해서 계산하던 것을, 컴퓨터를 이용해서 모델을 만들기 시작한 것이 구조 생물정보학이라고 합니다. 그러고 나서 같은 센터의 프란시스 크릭이 시드니 브래너와 함께 코돈 (codon)이라는 말을 사용하면서, 생물학에서 핵심인 DNA 나선형 구조와 정보 복사라는 정의를 확고하게 만들었다습니다. 또한, 그때 당시 같은 센터의 생어 박사가 인슐린 단백질의 서열을 최초로 해독해서, 서열에 대한 연구의 중대함과 기초가 만들어지게 되었다고 볼 수 있겠네요. 이때부터 DNA에 대한 수많은 정보가 쏟아져 나오게 되었다고 봐도 됩니다. 위에서 언급한 박사 및 연구원들이 속해있던 MRC 센터는 이미 3차원 단백질 구조를 컴퓨터로 디자인하기 시작했으며, 최초의 DNA genome structure 비교, 최초의 DNA sequence 정렬 등을 만들었습니다. 몇몇 물리, 수학, 화학 관련 과학자 출신들이 직접적으로 프로그래밍을 통해서 알고리즘을 알리기 시작하면서, 생명정보학의 모습들이 점점 미국에 넘어가게 됩니다. 1960년, 1970년대에 미국에서 많은 포스트닥터와 연구원들이 영국의 MRC 센터에서 생명정보학을 전수받아 갔습니다. 그렇게 하여 인터넷이 급속도로 보급되고 발전한 1990년대를 넘어서 생명정보학이 현재의 모습이 되어 가기 시작한 것이죠. 이때까지는 생명정보학에 대한 이해 및 지식이 일부 소수 전문 연구자들에게만 알려져 있었는데, 인터넷을 통한 방대한 정보의 자유로운 교환은 생명정보학을 더욱더 많은 세계의 연구자들에게 관심을 받게 되었습니다. 미국의 NCBI가 본격적으로 운영되면서, 방대한 양의 생명정보학 정보들이 세계적으로 공유되는 계기가 90년대에 일어나게 된 것이죠. 1970년대 영국 생어의 DNA sequence 분석 방법의 발전에 따라서 근래에는 수많은 종의 whole genome sequence 가 밝혀지게 되었으며, 이 sequence를 이용한 분석이 생명정보학의 근래 핵심 포인트입니다. 이러한 과정들을 통해서 생명정보학은 생명체로부터 얻은 대량의 정보로부터 유용한 지식을 얻어내기 위해서 이론적인 물리, 통계, 수학적인 tool 들을 이용하여 생명적인 현상을 연구하는 분야를 생명정보학 (bioinformatics)라고 부르게 되었습니다. 이와 비슷한 용어로 computational biology 혹은 systems biology가 있을 수 있겠습니다. 생명정보학은 세부적으로 발전하여 유전체학, 후성 유전체학, 돌연변이 학 등으로 이런 세부적인 생명정보학의 총칭으로 오믹스의 다양성이 늘어나게 되었습니다.