메뉴바로가기본문바로가기

동아사이언스

노벨의학상 과학자들, 호흡 복잡성 규명하고 빈혈·암 치료 길 열어(종합)

통합검색

노벨의학상 과학자들, 호흡 복잡성 규명하고 빈혈·암 치료 길 열어(종합)

2019.10.07 19:39
2019 노벨 생리의학상 수상자가 발표됐다. (왼쪽부터)  윌리엄 캘린, 피터 래트클리프, 그레그 세먼자
2019 노벨 생리의학상 수상자가 발표됐다. (왼쪽부터) 윌리엄 케일린, 피터 랫클리프, 그레그 서멘자.

올해 노벨 생리의학상은 인체를 비롯한 유기체가 산소의 변화에 어떻게 반응하는지를 규명한 3명의 의과학자에게 돌아갔다. 

 

스웨덴 카롤린스카 의대 노벨위원회는 7일(현지시간) 2019년 노벨 생리의학상 수상자로 윌리엄 케일린(62, William G. Kaelin Jr.) 미국 하버드대 데이나파버 암연구소 교수와 피터 랫클리프(65, Sir Peter J. Ratcliffe) 영국 프랜시스크릭연구소 교수, 그레그 서멘자(63, Gregg L. Semenza) 미국 존스홉킨스대 교수를 선정했다고 발표했다. 

 

2019년 노벨 생리의학상 수상자에 선정된 3명의 의과학자들은 유기체에서 산소가 어떤 기능을 하는지에 대한 인류의 이해를 높이는 데 혁혁한 공을 세웠다. 유기체 내에서 산소의 양에 따라 세포가 어떤 변화를 겪는지는 수백년 동안 규명되지 않았다. 

 

올해 노벨 생리의학상 수상자들은 유기체 내 세포가 산소 공급에 따른 변화를 어떻게 받아들이는지 분자 수준에서 메커니즘을 규명했다. 인간과 동물세포가 생존에 필수적인 가용 산소의 변화를 알아차리고 이에 적응하는 경로를 발견한 것이다. 이를 통해 빈혈과 암을 포함한 다양한 질병들을 치료할 수 있는 길을 연 것으로 평가된다. 

유기체가 산소의 변화에 어떻게 반응하는가에 대한 이해를 높인 세명의 과학자들이 2019년 노벨 생리의학상 수상자로 공동 선정됐다. 노벨위원회 제공
유기체가 산소의 변화에 어떻게 반응하는가에 대한 이해를 높인 세명의 과학자들이 2019년 노벨 생리의학상 수상자로 공동 선정됐다. 노벨위원회 제공

연구진이 확립한 것은 ‘산소 가용성(Oxygen Availability)’이라는 개념이다. 인간이나 동물은 호흡을 통해 얻은 산소를 섭취한 음식과 함께 에너지로 변환하는 데 활용한다. 산소 수치는 격렬한 운동을 하거나 고도가 높은 곳에 있을 때, 그리고 상처가 났을 때 등 여러 경우에 따라 다르게 나타난다. 산소 농도가 떨어지면 세포는 신진 대사에 빠르게 적응해야 한다. 인체의 산소 감지 능력은 새로운 적혈구의 생성 또는 새로운 혈관의 생성으로 이어진다. 이러한 인체의 산소 가용성을 이해하면 암이나 빈혈 등 난치성 질환의 치료법을 개발할 수 있다. 

 

수상자들은 이미 생명과학 분야의 노벨상으로 평가받는 래스커 상을 2016년에 수상한 바 있다. 3명의 수상자는 생명체에서 일상적으로 일어나는 산소 호흡의 복잡성을 면밀히 연구했다. HIF-1(hypoxia-inducible factor 1)이라는 유전자가 저산소 환경에서 인체가 어떻게 적응하는지를 돕는 과정을 규명하고 산소 및 호흡과 깊은 연관이 있는 빈혈 및 암을 치료하는 방법을 연구했다. 이현숙 서울대 생명과학부 교수는 “케일린 교수를 비롯한 수상자들은 2016년 래스커상 수상 때부터 노벨상 수상은 시간 문제였다”고 말했다. 

 

수상자들이 연구한 HIF-1 유전자는 전사인자 단백질이다. DNA에 붙어 유전자 발현을 조절하는 RNA를 만들어낸다. HIF-1은 저산소 환경에서 발현이 증가한다고 붙여진 이름이다. 산소가 정상적으로 체내에 있을 때 HIF-1은 분해가 돼서 없어지지만 저산소 환경에 놓이면 분해를 시키지 못하고 농도가 갑자기 증가한다. 세포가 저산소 환경에 놓이면 세포가 죽는데 HIF 농도가 증가하면서 세포 내 산소 수준을 안정화시킨다. 

 

혈액 내 산소 호흡과 직접 관련있는 빈혈을 포함해 HIF는 암 치료에서도 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 세포가 빠르게 증식하는 암세포의 경우 암세포에 산소를 공급하는 혈관 덩어리가 둘러싸는 모양새다. 종양이 커지면 안쪽 종양세포들은 산소를 제대로 공급받지 못하는 경우가 생기는데 이 때 HIF-1 유전자 농도가 커지는 것이다. 종양 안쪽 깊은 곳에서 발현되는 HIF-1 유전자를 조절하면 종양세포의 중심부가 저산소 환경에 놓이게 되며 암세포 전이를 막을 수 있는 것이다. 

 

이현직 서울대 수의대 연구원은 “HIF가 다양한 세포 생리학적 기전을 조절한다는 사실을 규명했다는 점에서 수상자들의 업적은 의미가 크다”며 “현재 줄기세포 치료제 연구에도 HIF 유전자 발현을 적용하고 있다”고 말했다. 

 

이현숙 교수는 “종양이 생기면 산소 투과가 안되면서 저산소증(Hypoxia)가 일어나는데 수상자들이 관련 연구를 수행하며 종양억제인자도 발견하는 등 성과를 냈다”며 “저산소 환경에서는 항암제 치료도 어려운데 수상자들의 연구성과로 저산소 환경에서 암세포 거동을 연구할 수 있게 됐다”고 말했다. 

 

윌리엄 케일린 하버드의대 교수는 11월 7일부터 서울 용산구 드래곤시티호텔에서 열리는 대한종양내과학회(KSMO 2019)에 발표자로 나선다. 수상자들은 노벨위원회로부터 수상 소식을 듣고 말을 잇지 못할 정도로 기뻐했다. 

 

올해 노벨 과학상 발표는 7일 생리의학상 발표를 시작으로 8일 물리학상, 9일 화학상으로 이어진다. 노벨재단위원회는 올해 노벨상 수상자들에게 900만 스웨덴크로나(약 10억 9200만원)의 상금과 메달, 증서를 수여한다. 시상식은 알프레드 노벨의 기일인 12월 10일 스웨덴 스톡홀름(생리의학·물리·화학·경제학상)과 노르웨이 오슬로(평화상)에서 열린다. 

 

발표 동영상 링크 https://youtu.be/gxAT6Ah06lc?t=61

 

 

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

15 + 1 = 새로고침
###
    과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기

    관련 태그 뉴스