분자에도 "오른손과 왼손"이 있다――소아이 켄조 씨 등의 노벨 화학상이 약물 개발에 중요한 이유

오른손용 장갑을 왼손에 끼워보려고 한다. 손가락의 개수도, 대략적인 모양도 같지만, 잘 맞지 않는다.

사실, 눈에 보이지 않는 분자의 세계에도 이와 비슷한 차이가 있다. 그리고 그 차이를 어떻게 다루느냐가 약물 개발에도 관련되어 있다.

2026년 10월 7일, 노벨 화학상의 수상자로 일본의 소아이 켄조 씨와 프랑스의 앙리 카강 씨가 발표되었다. 수상 이유는 "비대칭 유기 합성에서의 비선형 효과와 자기 촉매 작용의 발견"이다.

전문 용어를 나열하면 어렵게 들리지만, 연구의 중심에는 친숙한 비유로 생각할 수 있는 질문이 있다.

거울에 비친 것 같은 두 분자 중, 어떻게 하면 한쪽을 우선적으로 만들 수 있는가. 그리고 아주 작은 좌우의 편차가 큰 편차로 자라날 수 있는가.

두 사람의 연구는 그 질문에 화학 반응으로 답하는 길을 열었다.

같은 재료라도, 몸 안에서는 같은 방식으로 작동하지 않는다

양손을 펴고, 두 손바닥을 위로 향하게 겹쳐보자. 한쪽을 움직여도 엄지부터 새끼손가락까지 완전히 겹칠 수는 없다.

이러한 "거울상 관계에 있지만 겹쳐지지 않는" 성질을 화학에서는 키랄리티라고 부른다.

분자에도 같은 종류의 원자가 같은 순서로 연결되어 있으면서 입체적인 배치가 거울상 관계인 것이 있다. 이 두 가지는 "거울상 이성질체"라고 불린다.

왜 방향의 차이가 그렇게 중요한 것일까.

우리 몸에서 작동하는 분자도 입체적인 형태를 가지고 있으며, 상대 분자와 특정한 방향으로 결합하기 때문이다. 오른손용 장갑이 왼손에 맞지 않는 것처럼, 거울상 관계에 있는 분자가 몸 안에서 같은 작용을 한다고는 할 수 없다.

약의 경우, 한쪽이 바람직한 작용을 보여도, 다른 한쪽은 작용이 약하거나 다른 작용을 할 수 있다.

하지만, "한쪽은 반드시 약, 다른 한쪽은 반드시 독"이라는 단순한 법칙은 아니다. 중요한 것은 분자의 좌우를 구별하고 각각의 성질을 확인하는 것이다. 이를 위해 목표한 형태를 선택하여 만드는 기술이 필요하다.

카강 씨가 보여준 "작은 편차를 크게 하는" 메커니즘

화학 반응을 진행시키는 데 도움을 주는 물질을 "촉매"라고 한다. 촉매 자체가 좌우의 차이를 가지고 있는 경우, 그 성질을 이용하여 생성물의 한쪽을 많이 만들 수 있다.

여기서 생각해보고 싶은 것은 촉매의 좌우 편차와 생성물의 좌우 편차와의 관계이다.

촉매가 조금만 한쪽으로 치우쳐 있다면, 생성물도 조금만 치우칠 것이다. 직관적으로는 그런 비례 관계를 상상할지도 모른다.

그러나 카강 씨가 보여준 것은 반드시 그렇지 않다는 것이었다. 반응의 메커니즘에 따라서는 촉매 쪽의 편차에서 단순히 예측하는 것보다 생성물의 편차가 커진다.

이것이 이번 수상 이유에 포함된 "비선형 효과"를 이해하는 데의 입구이다.

작은 차이가 그대로 작은 차이로 나타나는 것은 아니다. 반응을 잘 설계하면 그 차이를 증폭할 수 있다. 이 발견은 목표한 거울상 이성질체를 만드는 반응의 사고방식을 넓혔다.

소아이 씨의 발견은 "생성된 분자가 다음 분자를 만든다"

소아이 씨의 연구에서는 더욱 흥미로운 일이 일어난다.

반응에 의해 생성된 물질이 자신과 같은 구조를 가진 물질을 만드는 촉매로 작용한다. 게다가 그 과정에서 좌우의 편차도 커진다.

이것이 "비대칭 자기 촉매 반응"이며, "소아이 반응"으로 알려진 발견이다.

이미지로는 처음에 아주 조금만 오른손형이 많은 상태에서 시작하여, 그 편차가 반응을 통해 강화된다. 생성된 물질이 다음 생성을 돕기 때문에 처음의 작은 차이가 큰 결과로 이어질 수 있다.

물론, 원료 없이 분자가 무한히 증가하는 것은 아니다. 정해진 원료와 반응 조건 하에서 생성물이 촉매로 작용하는 화학 현상이다.

1995년에 발표된 소아이 씨 등의 논문은 비대칭 자기 촉매 반응과 좌우 편차의 증폭을 보여주는 중요한 성과가 되었다. 그 후에도 메커니즘을 밝히는 연구나 무엇이 처음의 편차를 만드는지를 탐구하는 연구가 계속되고 있다.

여기서는 "촉매를 사용하지 않고 한쪽만 만들었다"고 이해하기보다는 "생성물 자체가 촉매가 된다"고 이해하는 것이 발견의 핵심에 가깝다.

약물 개발에서는 "나중에 나누는 것"만으로는 충분하지 않은가

해외 게시판 Reddit의 과학 커뮤니티에서는 이번 수상을 둘러싸고 불필요한 거울상 이성질체를 나중에 제거하면 되지 않느냐는 취지의 질문이 게시되었다.

이는 연구의 의미를 이해하기 위한 좋은 의문이다.

확실히, 섞여서 만들어진 것을 나누는 방법은 있다. 그러나 거울상 이성질체는 많은 물리적 성질이 비슷하여, 모래와 작은 돌을 체로 거르는 것처럼 되지 않는다. 분리에는 좌우를 구별할 수 있는 메커니즘이 필요하다.

여기서 중요한 것은 반응 단계에서 원하는 쪽을 우선적으로 만드는 발상이다.

의약품 제조에서는 어느 입체 구조의 물질을 얼마나 안정적으로 얻을 수 있는지가 문제된다. 좌우의 차이를 제어하는 화학은 그 기반을 지탱한다.

이번 수상은 특정 질병을 치료하는 신약이 하나 완성되었다는 뉴스가 아니다. 다양한 분자를 설계하고 만들기 위한 화학의 이해가 깊어졌다는 평가이다.

또한, 한쪽의 거울상 이성질체를 만들었다고 해서 약으로서의 안전성이나 유효성이 보장되는 것도 아니다. 그것은 각각의 물질에 대해 별도로 조사할 필요가 있다.

"생명은 왜 한쪽을 사용하는가"라는 큰 질문

이 연구의 재미는 의약품과의 관계에서 끝나지 않는다.

생명을 구성하는 분자에는 좌우 어느 한쪽으로 치우치는 특징이 있다. 예를 들어, 단백질을 구성하는 아미노산은 좌우의 구별이 없는 글리신을 제외하면 기본적으로 L형이라고 불리는 쪽이 사용된다.

왜 생명에서는 그러한 편차가 생겼을까.

이 질문은 "호모키랄리티의 기원"이라고 불리며, 생명의 성립을 생각하는 데 중요한 연구 과제가 되고 있다.

소아이 반응이 보여준 것은 아주 작은 비대칭의 편차를 화학 반응으로 증폭할 수 있는 구체적인 메커니즘이다. 생명의 분자가 한쪽으로 정렬되어 가는 과정을 생각하기 위한 실험적 단서가 되었다.

그러나 여기서 "지구에서 생명이 탄생한 과정을 완전히 재현했다"고 결론지을 수는 없다.

실험실에서 가능한 반응이 생명 탄생 전의 지구에서도 같은 방식으로 일어났는가. 그 반응이 실제 생체 분자로 어떻게 연결되는가. 검토해야 할 문제는 남아 있다.

큰 수수께끼로의 길을 제시한 것과 역사상의 사건을 모두 확정한 것은 나누어 받아들여야 한다.

SNS의 반응――축복과 "더 쉽게 알고 싶다"는 목소리

이번 수상에 대해 프랑스의 마크롱 대통령은 X에서, 나라에 큰 자랑이며 카강 씨의 연구 인생에 걸맞은 평가라고 하는 취지의 축의를 표했다. 이는 France-Antilles의 기사에서도 소개되고 있다.

Reddit의 과학 커뮤니티에서는 카강 씨의 오랜 작업이 드디어 평가받았다는 것을 기뻐하는 게시물이 보였다. 다른 게시자는 수학이 전문이라고 하면서 연구에 대한 관심과 축복을 표시했다.

한편, "더 쉽게 설명해 달라"는 반응도 있었다. 왜 거울상의 분자를 만들어 나누어야 하는지, 왜 불필요한 쪽을 제거하는 방법만으로는 충분하지 않은지. 전문 용어를 넘어 이해하고 싶다는 질문이다.

여기서 보이는 것은 노벨상이 연구자를 기리는 기회일 뿐만 아니라, 평소에는 접하지 않는 과학으로의 입구가 되고 있다는 것이다.

덧붙여, 이것들은 확인된 개별 게시물의 요지이며, SNS 이용자 전체의 의견을 나타내는 조사는 아니다.

일본에서 이 수상을 어떻게 받아들이고 싶은가

일본 연구자의 수상은 큰 기쁨으로 맞이하는 뉴스이다. 그러나 수상자의 수에만 주목하면 연구의 재미를 놓칠 수 있다.

소아이 씨의 연구가 가르쳐주는 것은, 겉보기에는 추상적인 질문이 약물 개발에도 생명의 기원에도 연결된다는 것이다.

"분자의 좌우에 왜 차이가 생기는가"

즉시 생활을 변화시키는 제품이 떠오르는 질문은 아니다. 그래도 현상을 발견하고 반복해서 확인하며 메커니즘을 조사함으로써 화학 반응을 생각하는 새로운 길이 열렸다.

기초 연구의 가치는 발견한 시점에서 모두 내다볼 수 있는 것은 아니다. 이번 수상은 그러한 연구를 긴 시간 축으로 지원하는 의미를 생각하는 기회가 되기도 한다.

양손을 비교하는 것만으로 만날 수 있는 작은 좌우의 차이. 그 차이를 분자의 세계에서 이해하고 제어하려는 연구가 세계적인 평가로 이어졌다.

출처 및 참고 자료

1. France-Antilles：이번 기사의 기초 자료
   2026년 10월 7일자 수상 보도. 수상자의 발언, 카강 씨의 연구 배경, 마크롱 대통령의 X에서의 반응 등. 제공된 첨부 본문을 참조. URL에는 발표 전의 기사명이 남아 있지만, 첨부 본문은 수상 결정 후의 내용이다.
   https://www.guadeloupe.franceantilles.fr/actualite/international/la-therapie-genique-ou-les-hormones-du-sommeil-nobel-de-chimie-mercredi-1095363.php

2. 미국 화학회 (ACS): 수상 이유와 연구의 의의
   양측의 수상 이유, 분자의 좌우를 제어하는 연구와 의약품・재료 분야와의 관계에 대한 공식 성명.acs.org
   https://www.acs.org/pressroom/newsreleases/2026/october/acs-president-comments-on-award-of-2026-nobel-prize-in-chemistry.html

3. 도쿄 이과대학: 소아이 씨의 비대칭 자기 촉매 반응의 해설
   생성물이 자신의 생성을 촉진하는 메커니즘, 좌우 편차의 증폭, 1995년 논문과 그 후의 연구 전개를 설명하는 대학 자료.rs.kagu.tus.ac.jp
   https://www.rs.kagu.tus.ac.jp/applchem/info/20150918.html

4. 도쿄 이과대학・카와사키 연구실: 키랄리티의 기원 연구
   소아이 반응의 개요 및 생체 관련 분자로 이어지는 비대칭 증폭 연구에 대한 해설.rs.tus.ac.jp
   https://www.rs.tus.ac.jp/tkawa/Research.html

5. Nature Chemistry: 소아이 반응의 메커니즘을 조사한 연구 논문
   자기 촉매 작용과 비대칭 증폭에 대해 구조 분석・반응 속도 분석・계산에서 검토한