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구분: 해킹
장르: 해커
2020/10/12(월)
조회: 101
초파리, 다이너마이트 그리고 해커  

“우리가 보유하고 있는 모든 연구 재료를 개인 혹은 연구공동체와 공유하는 일은 매우 중요하다. 공 유의 대상은 우리가 연구해 왔던 재료뿐 아니라 아직 논문으로 출판되지 않았더라도 다른 연구자 에게 도움이 될 재료들을 포함한다. 논문으로 출판할 때까지 연구 재료를 공개하지 않고 가둬두 는 방식이라든가, 나에게 개인적인 흥미가 되지 않았던 연구 아이디어나 연구의 진척을 숨기는 방 식은 학생들에게도 해악이 될뿐더러 과학의 진보에도 전혀 도움이 되지 않는다. 과학의 진보야말 로 우리가 가장 가슴에 담아두어야 할 정신임을 기억해야 한다.” 토머스 헌트 모건⁠

 

DNA의 염기서열이 디지털 정보라는 사실의 발견 이후, 분자생물학은 물리학에서 넘어온 엄밀한 실험방법론과 또한 실제로 물리학에서 생물학으로 이주한 물리학자들과의 협업을 통해 20세기 중반 빠르게 발전전해나갔다 세기 중반 빠르게 발전전해나갔다(미쉘 모랑쥬의 《분자생물학: 실험과 사유의 역사》를 참고할 것). 닐스 보어의 친구였던 막스 델브릭처럼 물리학자에서 생물학자로 전업한 과학자의 숫자는 점 점 증가했으며 이들은 델브릭이 만든 ‘파지 그룹⁠’ 등을 중심으로 실험생물학을 중심으로 한 역동 적이고 활발한 연구공동체를 만들어갔다. 1940년대 말부터 시작된 분자생물학 혁명은 물리학을 중심으로 형성된 오래된 과학의 중심축을 생물학으로 옮기는 계기를 마련했고 분자생물학으로 인 해 과학계에는 생물학의 시대가 열리게 된다.

 

1979년의 록펠러 미팅은 과학 을 주도하던 분자생물학의 연구성과들 중 특히 DNA 염기서열 데이터베이스를 확립하기 위한 시 도였다. 이미 데이호프가 주도했던 아미노산 서열 데이터베이스가 존재했지만 아미노산 서열 연 구는 분자생물학자들이 아닌 생화학자들을 주축으로 구성된 연구공동체의 문화에 의존했다. 지금 이야 분자생물학과 생화학의 간극이 크게 좁혀져 있지만, 20세기 중반만 해도 두 학문의 전통과 연구방법론 그리고 연구주제에는 큰 차이가 존재했다. 특히 단백질 연구를 중심으로 발전해온 생 화학은 유전정보의 대물림과 발현에 관심을 갖던 전통적인 발생학, 유전학, 생리학의 전통과 어 느 정도 거리를 두고 있었다. 즉 데이호프의 아미노산 서열 데이터베이스는 실험생물학 전 통에서 등장한 첫번째 데이터베이스라기보다는 화학의 전통에서 등장한 데이터베이스라고 보는 시각이 더욱 적절해 보인다. 왜냐하면 전통적인 화학의 도덕경제와 생물학의 도덕경제 사이에는 큰 괴리가 존재했기 때문이다.


초파리와 다이너마이트 - 실험생물학과 생 화학의 상반된 도덕경제


유전자은행이야말로 분자생물학이라는 학문이 탄 생하고 그 학문의 전통이 축조해낸 문화와 도덕경제를 바탕으로 구축된 최초의 데이터베이스다. 즉 유전자은행에는 실험생물학을 기반으로 하는 연구공동체의 오래된 문화가 반영되어 있을 수 밖에 없다는 뜻이다 즉 유전자은행에는 실험생물학을 기반으로 하는 연구공동체의 오래된 문화가 반영되어 있을 수 밖에 없다는 뜻이다. 20세기 초반 미국에서 시작된 토머스 헌트 모건의 초파리 연구공동체를 연구 한 과학사가 쾰러는 철저한 공유정신을 바탕으로 만들어진 초파리 유전학의 문화를 자세히 기술 했다⁠. 특히 쾰러는 보잘 것 없어 보이는 유전학 모델생물이었던 초파리가 어떻게 미국식 과학의 표본이자 유전학의 가장 강력한 동물이 되었는지를 바로 이 공유정신을 바탕으로 한 '도덕 경제(moral economy)'를 통해 설명해 낸다. 초파리 연구공동체에서 시작된 공유의 도덕경제는 유전학 대부분의 모델생물로 퍼져나갔는데 옥수수 씨앗을 무료로 공유했던 롤린스 에머슨(Rollin s A Emerson)의 노력을 비롯해서 이후 델브릭의 파지그룹의 문화를 넘어 시드니 브레너가 만든 선충유전학 공동체에도 영향을 미쳤다⁠. 

 

20세기 초반 유전학의 대표적인 생물이 된 초파리 연구
공동체는 모건을 중심으로 연구재료와 지식의 공유를 하나의 문화로 만들어나갔다. 그 과정을 다
룬 책 로버트 쾰러의 《파리 대왕》. 시카고대 출판사  
20세기 초반 유전학의 대표적인 생물이 된 초파리 연구공동체는 모건을 중심으로 연구재료 와 지식의 공유를 하나의 문화로 만들어나갔다. 그 과정을 다룬 책 로버트 쾰러의 《파리 대왕》. 시카고대 출판사 시카고대 출판사  

유전자은행이 건설되기 훨씬 전부터 실험생물학 의 전통은 독특한 도덕경제의 문화를 유지하고 있었다. 모건과 그의 제자들이 건설한 거대한 초파 리 연구공동체는 단일한 시조 - 모건- 를 중심으로 하는 하나의 문파를 형성하고 있었고, 인간과 닮은 포유류 연구자들과 그들을 구분하면서도 초파리 연구공동체를 하나로 묶어주는 규범의 중심 에는 모건이 제자들에게 자주 이야기했던 윤리가 자리잡고 있었다. 따라서 초파리 유전학에 발을 디딘 그 어떤 과학자일지라도 연구재료의 공유에 있어서 이기적일 수 없었다. 설사 어떤 초파리 유전학자가 일탈을 해서 재료를 공유하지 않고 이기적으로 군다고 해도 그는 곧 초파리 연 구공동체 전체로부터 도덕적 해이라는 오명을 뒤집어 쓰게 되고 어떤 식으로든 피해를 받 게 된다.

 

내가 박사후연구원으로 미국에서 막 초파리 유전학 연구를 시작했을 때의 이야기다. 막스 델브릭과 시모어 벤저의 제자였던 지도교수는 초파리 연구공동체의 도덕경 제를 체화한 과학자였고, 실험실에서 만들어진 연구재료들과 초파리들을 공유하는데 전혀 인색함 이 없었다. 단 연구재료를 공유한 상대방 과학자가 똑같은 도덕경제의 규범을 따를 때에만 공유 가 지속되었다. 한창 초파리 교미시간 연구를 하던 도중에 원래는 생쥐의 행동을 연구하던 옆방 교수 실험실의 대학원생이 꽤 많은 초파리 라인들을 빌려달라고 했고, 나는 아무 꺼리낌 없이 초 파리들을 기쁜 마음으로 공유했다. 이후 그 실험실이 초파리의 이종 간의 구애 행동에 대한 흥미 있는 논문을 준비중이라는 소식을 듣고, 내가 수행하던 실험에 접목해볼까 하는 마음으로 초파리 종 몇 개를 빌려달라고 부탁했다. 부탁을 받은 대학원생은 먼저 교수에게 허락을 구해야 한다고 말했고 나는 그러라고 말하곤 잊어버렸다. 그리고 며칠 뒤 그 교수는 내 지도교수에게 이메일을 보내 내가 자신의 연구를 훔치려 한다는 근거도 없는 주장을 폈고, 나는 지도교수와 함께 이 문제 를 심각하게 논의해야만 했다. 나의 행동에 아무런 문제가 없다는걸 알게 된 지도교수는 실험실 구성원 전체에게 앞으로 해당 교수 실험실에 초파리를 빌려줄 때에는 반드시 당신에게 허락을 구 하라는 이메일을 보냈다. 해당 교수의 대학원생 박사학위 논문 심사위원이었던 내 지도교수의 아 내분은 심사위원 자리를 물러나며 그 교수에게 “나는 당신이 내가 학위논문 심사를 하면서 당신 학생의 아이디어를 훔쳤다는 오명을 듣기 싫다. 그래서 이 심사위원직을 물러나겠다”라고 말했 다. 초파리 연구공동체의 도덕경제는 여전히 잘 작동하고 있다는 것을 나는 박사후연구원 시절의 이 경험을 통해 몸으로 체험했다.

 

데이호프의 아미노산 서열 데이터베이 스는 소유권 문제에서 사용자들의 반발을 샀다. 즉, 서열 데이터는 데이호프와 NBRF의 소유였 고, 사용자들은 자신들이 기증해서 만든 데이터베이스에 비싼 사용료를 내야만 접근할 수 있었으 며, 심지어 재분배를 하지 않는다는 사용권 동의 계약서에도 서명해야 했다. 데이호프가 화학자 로 훈련받은 과학자였다는 사실과 그가 NIH에 제안한 유전자은행의 운영방식이 그가 오랫동안 운 영해온 아미노산 서열 데이터베이스의 운영방식과 똑같다는 사실 사이에는 우연을 넘어 과학의 각 분야가 구축한 오래된 도덕경제의 차이가 반영되어 있다. 즉, 데이호프는 화학의 전통에서 오 랫동안 유지되어 온 선취권과 소유권의 규범을 당연하게 생각했다. 예를 들어 1965년 시작된 캠브 리지 구조 데이터베이스(Cambridge Structural Database)는 화학의 전통에서 구축된 가장 큰 콜 렉션이었는데, 화학자들은 데이터베이스를 운영하는 캠브리지 대학교가 소유권을 갖고, 사용자 모두가 사용료를 지불하는데 아무런 문제의식을 갖지 않았다⁠7. 화학의 내부에서 오랫동안 구축되 어온 이런 전통적 규범은 화학이라는 학문이 시작부터 산업계와 긴밀한 상호작용을 하며 발견의 경제적 이익을 고려할 수 밖에 없었던 역사와 관련이 있다. 18세기 이후 화학의 발견들은 실제로 인류 역사에서 엄청난 산업을 창출했고 실제로 많은 화학자들은 그들의 발견을 상업적으로 이용 해서 막대한 부를 축적했다. 대표적인 예가 다이너마이트를 만든 알프레드 노벨과 아세톤을 만든 이스라엘의 초대 대통령인 하임 바이츠만이다. 이런 화학의 도덕경제는 훗날 학술지를 모두 무료 로 공개하는 오픈 액세스 운동을 왜 미국화학회가 끝까지 거부했는지에 대한 이유를 이해하는데 에도 도움이 된다. 상업화와 지식소유권 및 특허를 중요하게 생각하는 화학의 전통은 데이호프가 유전자은행을 구상하는데 영향을 미쳤을 것이고, 생물학의 오래된 도덕경제와 상충되는 이런 규 범은 현장 실험생물학자들의 반발을 살 수 밖에 없었다. 


실험생물학과 해커문화의 조우 - 오픈액세스 운동의 탄생


유전자은행의 설립은 여러 측면 에서 실험생물학 전통에 역사적 전환점을 만들어냈다. 과학 지식의 진보에 촛점을 맞춘다면 유전 자은행은 실험생물학을 주축으로 발전하던 분자생물학에 컴퓨터를 이용한 전산과학이 융합할 수 있는 플랫폼이 구축되었다. 특히 월터 고드처럼 원래부터 컴퓨터를 이용해 시뮬레이션을 하던 전 산물리학자가 유전자은행을 구축하게 되면서 컴퓨터를 이용하는 전산생물학은 빠르게 발전해나 가기 시작했다. 월터 고드는 데이터베이스가 단순한 저장소를 넘어 새로운 지식을 만드는 도구여 야 한다고 생각했으며, 연구자들이 데이터베이스에 접속해서 염기서열을 비교하는 작업을 수행 할 수 있는 소프트웨어를 개발하기 위해 노력했다. 현재 유전자은행에는 수십만 종의 염기서열이 담겨 있고, 매일 수만 명의 과학자들이 접속하는 생물정보학의 핵심적인 플랫폼이 되었다. 그리 고 여전히 유전자은행은 무료로 이용가능하다. 

 

유전자은행의 설립 을 통해 생물정보학(Bioinformatics)이라는 분야가 분자생물학과 맞먹을 정도로 큰 분야 로 성장할 수 있었다. 생물정보학의 등장은 물리학적 방법론과 물리학자들의 유입으로 분자생물 학이라는 거대한 학문분야를 만든 생물학자들이 이번에는 컴퓨터와 정보를 연구하던 전산과학자 들과 연대하여 새로운 융합을 이루어냈음을 의미한다. 즉, 생물학의 역사 자체가 복잡한 생명현상 의 문제를 해결하기 위한 여러 분과학문들의 합종연횡인 셈이다. 생물정보학의 등장으로 시험관 수준의 인 비트로(In-vitro) 생물학과 생명체 수준의 인 비보

(In-vivo) 생물학을 넘어 컴퓨 터 수준의 인 실리코(In-silico) 생물학이 등장하게 되었다. 이제 유전체를 이용해 생명현상을 연 구하는 수많은 생물학자들에게 컴퓨터와 서버 그리고 네트워크 장비는 필수품이 되었다. 실험생 물학을 위주로 발전했던 분자생물학은 이제 컴퓨터 과학과 만나 또다른 시대로 진입하고 있는 것 이다.

 

포트
란을 언어로 사용해 천공 컴퓨터로 아미노산 서열을 분석하던 생물정보학의 초창기 모습 Gauthie
r, J., Vincent, A. T., Charette, S. J., & Derome, N. (2019). A brief history of bioinformatics. B
riefings in bioinformatics, 20(6), 1981-1996.
포트란을 언 어로 사용해 천공 컴퓨터로 아미노산 서열을 분석하던 생물정보학의 초창기 모습 Gauthier, J., Vi ncent, A. T., Charette, S. J., & Derome, N. (2019). A brief history of bioinformatics. Briefing s in bioinformatics, 20(6), 1981-1996.

컴퓨터 과학자들이 생물정보학에 진입 하면서 그들이 공유하던 문화와 도덕경제 또한 생물학에 스며들기 시작했다. 특히 컴퓨터를 다루 던 개발자들이 공유하는 해커정신은 생물학의 오래된 공유 도덕경제와 맞닿아 있었다. 해커문화 에서 출발한 카피레트트운동과 오픈소스 운동은 지식 공유 운동인 오픈 액세스 운동이 왜 생물학 에서 활발할 수 있었는지를 설명해주는 가교가 된다⁠. 유전자은행은 바로 이런 해커 문화도 흡수했 고, 분자생물학자들과 컴퓨터 과학자들은 생물정보학이라는 가교를 통해 함께 오픈액세스 운동 을 실천할 수 있었다⁠. 

 

즉, 유전자 은행의 설립은 실험생물학의 도 덕경제를 반영할 뿐 아니라 컴퓨터 과학의 해커 문화를 반영한다.유전자은행을 통해 스며든 과학 의 공유정신은 이후 인간유전체계획의 수행에서 유전자를 둘러싼 각종 상업화의 욕망을 정화시키 는 무기로 작동하게 된다. 특히 민간기업인 셀레라 지노믹스의 크레이그 벤터와 같은 인물이 인 간 유전체에 특허를 걸어 상업화하려던 야망을 억제할 수 있었던 것도 선충 공동체에서 공유의 정 신을 배웠던 존 설스턴 경 같은 실험생물학자가 인간유전체계획을 진두지휘했기 때문이다[ 내 글 ‘효소 냉장고, 유전자 특허’  을 참고할 것]. 유전자은행을 통해 학문적 내용에서뿐 아니 라 학문의 문화까지도 공유하게 된 실험생물학과 컴퓨터 과학은 이후 2000년 유전자은행의 철학 을 생물학 지식 전체로 확장한 논문 공유 플랫폼 펍메트 센트럴(Pubmed Central)로 이어지게 되 고, 2008년이 되면 미국립보건원은 연방정부의 연구비를 사용한 모든 논문은 출판 후 1년 이내에 모두 펍메드 센트럴에 공개되어야 한다는 법안을 시행한다. 미국립보건원이 과학적 지식의 공유 에 손을 들어준 2008년 4월 7일은 월터 고드의 유전자은행이 설립된지 25주년이 되던 날이었다.

 

컴퓨터 
과학의 주역이던 개발자들은 MIT를 중심으로 발전한 해커문화와 리처드 스톨만 등의 구루들이 
실천해온 자유로운 공유정신에 익숙하다. 바로 이 해커문화는 유전자은행을 거쳐 생물정보학을 
통해 생물학에 유입되어 오픈 액세스 운동 등으로 확장되어 간다.
< div class="pic_desc_txt" style="margin: 8px 0px 0px; color: rgb(158, 158, 158); font-size: 1.3r em;">컴퓨터 과학의 주역이던 개발자들은 MIT를 중심으로 발전한 해커문화와 리처드 스톨만 등 의 구루들이 실천해온 자유로운 공유정신에 익숙하다. 바로 이 해커문화는 유전자은행을 거쳐 생 물정보학을 통해 생물학에 유입되어 오픈 액세스 운동 등으로 확장되어 간다.

 

 

※참고자료 

- 2015년 발간된 《Fl y Book》에 쓴 게리 루빈의 서문에서 재발췌. 초파리 연구공동체의 도덕경제에 대해서는 《플라 이룸》을 참고할 것.
- 파지그룹에 대해서는 《플라이룸》과 다음 글을 참고할 것. https://w ww.sciencetimes.co.kr/news/rna-타이-클럽과-술-마시는-과학자들-그리고-통섭/
- 과학 사상연구회. 생물학의 시대. 서울: 통나무, 2002.
- 내 글 ‘단백질 시대의 형성’을 참고할 것 htt ps://www.sciencetimes.co.kr/news/단백질-시대의-형성/
- 초파리 연구공동체의 도덕경 제에 대해서는 《플라이룸》과 다음 글을 참고할 것 http://www.hani.co.kr/arti/PRINT/8 42730.html
- 초파리 연구공동체에 대해서는 《플라이룸》과 다음 논문을 참고 Kohler, R. E. (1994). Lords of the fly: Drosophila genetics and the experimental life. University of Chica go Press. 파지 그룹에 대해서는 다음 책을 참고 Lily E. Kay, The Molecular Vision of Life: Cal tech, the Rockefeller Foundation, and the Rise of the New Biology (New York: Oxford Univ. Press, 1993).
- Groom, C. R., & Allen, F. H. (2014). The Cambridge Structural Database in retrospect and prospect. Angewandte Chemie International Edition, 53(3), 662-671.
- 인트론의 발견으로 노벨생리의학상을 수상한 로버트 리처드 경은 미국화학회의 이런 고답적 전통에 분개해 미국화학회를 탈퇴하기도 했다 인트론의 발견으로 노벨생리의학상을 수상한 로버트 리처드 경은 미국화학회의 이런 고답적 전통 에 분개해 미국화학회를 탈퇴하기도 했다.
- 해커문화와 생물학의 연결고리에 대해서는 나의 다음 글들을 참고할 것. ‘시민생물학과 한국의 과학’ http://www.bloter.net/archives/306309, [김우재의 보통과학자]알렉산드라 엘바키얀, 논문 해적 혹은 지식공유의 화신 http://dongascie nce.donga.com/news.php?idx=346580

- 해커문화를 경험한 알바키얀이 왜 싸이허브를 운 영하며 모든 논문을 공유하려 하는지 이해할 수 있다. http://dongascience.donga.com/news.p hp?idx=34658

 

※필자소개&  

김우재 어린 시절부터 꿀벌, 개미 등에 관심이 많았다. 생물학과에 진학했지만 간절히 원하던 동물행동학자의 길을 자의 반 타의 반으로 포기하고 바이러스학을 전공해 박사학위를 받았 다. 이후 박사후연구원으로 미국에서 초파리의 행동유전학을 연구했다. 초파리 수컷의 교미시간 이 환경에 따라 어떻게 변하는지를 신경회로의 관점에서 연구하고 있다. 모두가 무시하는 이 기초 연구가 인간의 시간인지를 이해하는데 도움이 될 것이라고 주장하고 다닌다. 과학자가 되는 새로 운 방식의 플랫폼, 타운랩을 준비 중이다. 최근 초파리 유전학자가 바라보는 사회에 대한 책 《플 라이룸》을 썼다.


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