쿼바디스 대한민국

My contributions to science from combination of bench experiments and quantum biology.

A. From stomach strip to quantum biology.

1. John R. Vane received Nobel medicine prize for the work on stomach strip (John R. Vane, Brit. J. Pharmacol. The Relative Activities of some Tryptamine Analogues on the Isolated Rat Stomach Strip Preparation) and related topics. But nobody could explain the results. Upon his request, I offered explanation of reason why such diverse activity related substituents varies and upon the recommendation of John Vane, I was invited to publish them in Nature (Kang, S. and Green, J.P.: Resonance constants and the activities of indolealkylamines on the stomach muscle. Nature 222: 794-795, 1969). I calculated the resonance constants using quantum mechanical electron densities calculation, which again correlated the Hammett constants, an empirical data, thereby establishing quantum chemical nature of stomach strip biology, namely a solid quantum biology for the first time.

 2. To strengthen my arguments, I measure carbon C-13 NMR of these compounds, and found an excellent correlation between biological data and C-13 electron densities (Kang, S., Ernst, L., Weinstein, H., and Osman, R.: Carbon-13 NMR chemical shifts and calculated electronic structures of serotonin congeners: Relation to biological activity. Mol. Pharmacol. 16: 1031-1039, 1979; Ernst, L. and Kang, S.: Carbon-13 NMR spectroscopy of substituted indoles and tryptamines I. J. Chem. Res. (S) 1981: 259, 1981; Ernst, L. and Kang, S.: Carbon-13 NMR spectroscopy of substituted indoles and tryptamines II. J. Chem. Res. (M) 1981: 3019-3038, 1981). It explains and predicts electronic shielding effects of nuclei.

 3. These unfailing electron density calculation led to understanding numerous characteristics of almost all biological molecules, small or macromolecules, thereby reducing or eliminating unnecessary experiments. It is a great triumph of human knowledge. It is my contribution.

 B. SSRI Structural Motif.

 4. Combined with electronic density variation, a certain structural motif or pharmacophore plays a fundamental role. Identification of these structural motifs is critical in understanding biological mechanism and drug design and development. I identified this structural motif for a series of indole alkylamines or pharmacophore, which leads a new series of SSRI-type antidepressant drugs such as Prozac, Zoloft, Citalopram, etc (Kang, S. and Green, J.P.: Steric and electronic relationships among some hallucinogenic compounds. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 67: 62-67, 1970).

The publication opened up a new world of antidepressant world. Further refinements are needed.

Pharmaceutical companies are not the first SSRI-type pharmacology development. They are based upon my PNAS publication, which also correctly predicted psycho-activity of tetralins congeners.

C. Other publications.

 5. There are numerous publications supporting the above two accomplishments and of unrelated topics, such as histamines, theoretical quantification of entropy, drug design of other area of disease, steroid inhibition of leucocyte activity (Muhlfelder, T., Niemetz, J., and Kang, S.: Glucocorticoids inhibit the generation of leucocyte procoagulant (tissue factor) activity. Blood 60(5): 1169-1172, 1982, isolation of tissue factor (Kang, S. and Niemetz, J.: Purification of human brain tissue factor. Thrombosis and Haemostasis, 59(3): 400-403, 1988), cholinergic receptor identification from fluorescence (Kang, S. and Maelicke, A.: Fluorescein isothiocyanate labeled alpha-cobra toxin: Biochemical characterization and interaction with acetylcholine receptor from electrophorus electricus. J. Biol. Chem. 255: 7326-7332, 1980), etc.

오늘은 대뇌, 좌뇌左腦, 우뇌右腦, 변연계 (邊緣系 Lymbic System), 신피질 (新皮質 Neocortex), 그리고 기억의 창고인 해마체 (海馬体 Hippocampus), Papez회로 를 배운다.
 

그림 17. hippocampal formation 海馬結構 그림. CA 는 Cornu Ammonis 의 약자로 아문의 뿔 (Amun's horns) 이라는 뜻이다. 아문은 에집트 신화의 신 이름이다. 오늘은 대뇌, 좌뇌左腦, 우뇌右腦, 변연계 (邊緣系 Lymbic System), 신생피질 (新生皮質 Neocortex), 기억의 창고 해마체 (海馬体 Hippocampus), Papez회로 를 배운다.  

 김도언 | 열림원 편집장 2010.06.11
 http://news.khan.co.kr/kh_news/khan_art_view.html?artid=201006101830185&code=960207

한국 과학의 어제·오늘·내일

▲강성종·라이프사이언스

과학기술, 특히 기초과학은 당장에는 눈에 보이지 않지만, 그 결과는 후에 엄청난 경제적 이익을 가져올 수 있다. 신자유주의 선봉가로 악명이 높았던, 전 영국 최장수 여성수상, 대처는 1988년 황가학회(Royal Society)에서 한 연설 중 아주 명료하게 다음과 같이 이야기 했다.“첫째로, 기초과학은 어마어마하게 큰 경제적 보상을 안겨줄 수 있지만 이는 전적으로 예측하기 어렵다. 따라서 경제적 보상은 즉각적인 결과로만 판단할 수 없다. 그러나 지금 파라데이(Michael Faraday)의 업적을 보면 그 가치는 증권시장에서 거래되는 모든 주식을 전부 현금화한 것보다 훨씬 값이 크다.” 그래서 기초과학에 경제성을 따지지 말고 투자를 과감히 하고 기초 과학을 장려해야 한다. 당장 눈에 보이지 않는다고 해서 경제성이 없다고 생각하는 것은 잘못이다. 또한 과학기술연구를 하다보면, 원래 목적과는 전혀 다른 결과를 얻게 되는 경우가 허다하고, 또 기대하지 않았던 결과로 많은 경제적 이익을 가져다 주는 경우가 허다하다. (62쪽)


저자는 ‘한 국가의 미래를 알고 싶으면, 그 나라의 과학기술 정책 청사진을 보면, 바로 알 수가 있다. 과연 한국은 과학기술정책 백년대계 청사진이 있는가? 그렇다면 한국의 미래는 과연 어디로 항행(航行)하고 있는가?’라는 대과제를 반추하면서 평생을 고민하고, 지난 6년간 자료를 수집하고 소화하면서 이 책을 썼다. 이 책은 과학기술 분야의 전문가 외에도 정치인은 물론 인문사회, 법률, 행정, 경제 등 모든 분야를 통틀어서 꼭 읽어야 하는 필수서적으로 추천한다.

 

'좌파 과학자' 강성종, 그를 아십니까?

[화제의 책] 강성종의 <한국 과학기술 백년대계를 말한다>

기사입력 2009-04-11 오후 1:06:54
http://www.pressian.com/article/article.asp?article_num=60090410171312&section=04

▲ 강성종 박사 / 유화 남유소 화백

▲ <한국 과학기술 백년대계를 말한다>(강성종 지음, 라이프사이언스 펴냄). ⓒ프레시안

눈이 3개면 4維世界 (四次元 세계 4-dimensional world) 를 볼수 있을까?
툴처: Science 202 639-641, 1978. Eye-specific termination bands in tecta of three-eyed frogs. 더 상세한 문헌은 J Neurosci 5, 1132-I 143, 1985. Eye-specific Segregation Requires Neural Activity in Three-Eyed Rana pipiens’  참조. 이 사진의 개구리는 과학가가 실험실에서 만든 개구리 입니다.

다음 그림은 표관유전학(表觀遺傳學 혹은 後成遺傳學 혹은 後生遺傳學  Epigenetics) 事例를 보여주는 사진입니다. University of North Carolina 의 Randy Jirtle 교수가 보내준것입니다. 얼마든지 퍼가도 좋습니다. 단지 출판이나 대학 및 고학 강의 같은 공적 목적으로 사용하시고 싶으면 출처를 밝히시면 됩니다. 제 책 <당신의 두뇌, 안녕하십니까? 라이프 사이언스 출판사 2008> 에도 몇장의 사진이 있읍니다마는 흑백이여서 선명하지 못합니다. 그리고 아래사진에대한 내용과 설명도 <당신의 두뇌, 안녕하십니까? 라이프 사이언스 출판사 2008> 에서볼수있습니다. 많은 분들이 원하시면, 2010년 봄쯤 해서 제 책을 중심으로 해서 7회에 걸쳐 U-Stream/Twitter 에서 강의를 해볼까 합니다. 

(as unfolded into appearance: Entfaltung von Unsichtbar)

Evolution is charting a unknown course where Life is like a long journey in the evolutionary process walking on a tight rope woven by phenotype and genotype in alternating manner. In oriental civilization and wisdom, evolution has been viewed more cosmological evolution rather than biological. The term 演化 yǎnhuà precisely implies both cosmo-evolution or cosmovolution (the word I coined). Biological evolution is a miniscule part of cosmovolution. The universe in which we live as well as we as a life are manifested only in the phenomenological world.

Richard Dawkins, an advocate for the gene only and author of Selfish Gene, claims that genotypic elements are everything dismissing the phenotype of the world or life. He went further that phenotype is nothing but a vehicle to carry the gene. This view is not only dangerous but also wrong and misleading. If one views the phenotype, a phenomenological landscape of life as only a vehicle to carry and transmit the gene, he does not understand or grasp the meaning of life as a whole. We should not and cannot separate cosmovolution and biological evolution in a long process of cosmovolution where biological process is a part of a whole. It may be that evolutionary process of biology is a mere tinkering, a process of adding and eliminating a piece or two through stochastic process as if a Blind Watchmaker (Dawkins) plays indiscriminate game, but I have a difficulty in imagining the cosmovolution taking the same tinkering course. If the cosmovolution cannot be considered a random process, then the biological evolution must follow the universal law of nature as manifested in the phenomenology. Nobody knows whether the biological evolution occurs through tinkering like drinker’s walk or moves toward a highest point, the omega point which Pierre Teilhard de Chardin advocates.

But if the cosmovolution is not like tinkering, biological evolution as a part of cosmological evolution cannot be a mere a random walking. Phenotype is the only window through which conscious world can see the outside. Distorted lady’s image of Amedeo Clemente Modigliani, psychedelic paintings of Vincent Willem van Gogh, George Frederic Handel’s Messiah and image pattern recognition of John Forbes Nash are not the results of mental disease, but equipped with special endowment they can see a new world through the windows which we the normal people cannot see. (This article is taken and translated from Kang Sungzong, Your Brain from Womb to Tomb, Life Science Publishing Co., Seoul 2008, page 187, Chapter 4, Section 14. (강성종 작, 당신의 두뇌, 안녕하십니까? 자궁에서 무덤까지, 라이프 사이언스 출판사, 서울 2008 년, page 187, 제 4장 14절) Korean Version)

생명은 기인형(基因型 genotype)과 현형(顯型 phenotype)이 반복하면서 끝없는 줄을 타고 가는 긴 여정(旅程)의 연화과정(演化過程 evolutionary process)과 같다. 연화(演化)와 진화(進化)는 서구언어를 빌리면 evolution 으로 함께 사용한다. 그러나 이는 상당히 다르다. 연화(演化)는 우주의 흐름을 말하는 대신에 진화(進化)는 상당히 국소적이고 주로 생명체에 제한 한다. 따라서 연화사상(演化思想)은 진화를 예기하는것은 아니다. 우리와 우리가 사는 세계는 현상세계(現象世界)를 말한다. 이기적 유전자(Selfish Gene)의 작가로 우리에게 잘 알려진 Richard Dawkins 는 현형(顯型)을 기인형의 수단으로 밖에 보지못하는 오류를 범하고 있다. 즉, 생명의 현상학적 전경(全景)을 유전인자를 저장하거나 운반하는 도구로 보는것은 생명이라는 진정한 의미를 모르기 때문이다. 우선 서로 분리할수 없는 생명과 우주의 연화과정(演化過程 evolutionary process)을 생각해보면 과연 진화가 Richard Dawkins가 주장하는 말차럼 눈먼시계공(할안종표장 瞎眼鐘表匠 Blind Watchmaker)이 마구잡이로 이것저것 붙였다 때였다 하는것 처럼 일어날수가 있는가? 아니면 어떤 목적을 향해서 가고 있는것일가? 아무도 대답을 할수는 없지만 생명만 진화한다고 보기는 어렵다. 생명의 진화는 우주 생성소멸(生成消滅)의 연화과정에서 볼때 아주 작은 부분에 속하고 우주의 법칙을 딸아야 할 뿐이다. 그렇다면, 우주의 연화설이 마구잡이로 붙였다 때였다 하는것이 아닌이상 생명의 진화 역시 Richard Dawkins이 말하는 것 처럼 눈먼시계공의 작난으로 볼수는 없다. 많은 생물학가들은 진화를 하나의 주보(鑄補 tinkering)로 본다. 서툴은 수리공이 엉터리로 만든 작품이라는 것이다. 이는 주로 기인을 예기하는데 위에서 지적한데로 우리는 현형, 다시말해서 현상세계에서 사는 생명체를 의미한다. 현형만이 우주를 보는 창을 통해서 우주와 교류를 하고 진화한다. 그래서 두뇌는 생명 전체를 섬세하고 완벽한 상향진화(上向進化 upward evolution)를 하고 있다. 아메데오 모디그리아니(Amedeo Clemente Modigliani) 의 이글어진 여자들, 빈센트 반 고(Vincent Willem van Gogh)의 기인환각적(引起幻覺的 psychedelic)인 그림, 헨델(George Frideric Handel)의 메시아(Messiah), 나쉬(John Forbes Nash)의 도상모식식별(圖像模式識別 image pattern recognition) 등등은 정신질환의 결과가 아니라, 그들만이 볼수있는 세계의 문이 열려있다는 말이다. (이상의 글은 강성종 작, 당신의 두뇌, 안녕하십니까? 자궁에서 무덤까지, 라이프 사이언스 출판사, 서울 2008 년, page 187, 제 4장 14절에서 인용했습니다. English Version)