[비센의 재미있는 과학 이야기] 

 

'과학은 언제나 성공할 수 있는 것은 아니다. 항상 도전하는 것이 중요하다' 요시노리 교수 강조

 

요시노리 교수가 자가포식 현상에 대해 설명하고 있는 모습

 

지난 10월 3일 스웨덴의 노벨위원회는 올해의 노벨 생리학상 (Nobel Prize in Physiology or Medicine) 수상자로 일본 동경공업대학(Tokyo Institute of Technology)의  오스미 요시노리(Yoshinori Ohsumi) 명예교수를 선정, 발표하였습니다.

 

위원회 발표에 따르면 세포 내의 구성성분 재활용 및 분해에 대한 기초과정인 자가포식(autophagy) 과정의 매카니즘을 발견하고 이 분야에 상당한 수준의 발전을 이끌어 냄으로써 현재 불치, 또는 난치의 질병들에 대한 치료 가능성을 높은 공을 인정하여 노벨상을 수여를 결정했다고 합니다.

 

자가포식(autophagy)라는 말은 “스스로(self)”라는 의미의 auto-, 그리고 “먹다(eat)”라는 의미의 phagein이라는 그리스어의 합성어로서 “스스로를 먹는다”라는 의미로 만들어진 말입니다. 이 현상은 1960년대에 처음으로 학계에 알려진 세포의 매우 신비스러운 반응인데, 세포가 영양분이나 에너지가 부족하여 스스로 생존하기 힘든 상황이 되거나, 또는 세포 내에 손상되어 더이상 사용될 수 없는 구성물질이 생기면, 스스로 세포 내의 기관을 분해하여 필요한 영양분을 뽑아내 에너지 사용 효율을 극대화한다는 것입니다.

 

오스미 명예교수는 이러한 자가포식 과정을 이용해서 그저 쓸모 없어진 소기관을 분해하는 것이 아니라 여러가지 질병을 유발시키는 세포 내의 인자들을 선택적으로 죽일 수 있을 것이라는 생각에 착안해서 미국의 록펠러 대학(Rockefeller University)에서 박사과정 유학생활을 시작할 때부터 50년 가까이 자가포식에 관한 연구만을 고집해 온 연구자였습니다. 그는 1993년 효모 세포를 이용해서 자가포식을 제어할 수 있는 유전자를 세계 최초로 발견하였으며, 그 이후로도 이와 유사한 역할을 담당하는 유전자들을 발견함으로써, 인간이 자가포식 현상을 우리의 목적에 따라서 사용 가능할 수 있는 가능성을 열 수 있게 된 것입니다.

 

그렇다면, 이렇게 자가포식을 제어할 수 있는 사실이 왜 그렇게 중요한 것일까요? 현대의학으로 아직 치료가 불가능하거나 힘든 많은 질병들이 바로 세포가 자가포식을 정상적으로 이루어내지 못할 때 발병된다는 것이 많은 연구들을 통해서 밝혀져 있습니다. 예를 들면, 어떤 이유로 세포의 자가포식현상에 문제가 생기면 신경세포에서 해로운 단백질들이 정상적으로 분해되지 못하고 세포 내에 축적되어 파킨슨병(Parkinson’s disease)이 발병할 수 있다는 것이 확인되었는데, 이때 세포의 자가포식 작용을 제어하여 세포 내에 축적된 유해 단백질들을 분해시킨다면, 파킨슨병을 치료할 수도, 또 미리 예방할 수도 있을 것이라는 이론입니다.

 

많은 분들이 앓고 있는 당뇨병 역시 자가포식법을 이용해서 치료가 가능한 것으로 알려지고 있는데, 성인에게 주로 나타나는 ‘2형 당뇨병’도 파킨슨 병과 유사하게 세포 내부에 ‘아밀로이드’라는 단백질 덩어리가 쌓임으로써 생겨나는 것으로 알려져 있기 때문입니다.

 

한국을 포함한 많은 나라의 연구팀들이 이미 자가포식 제어를 이용해 아밀로이드를 제거하여 당뇨병을 치료하는 방법을 연구중에 있으며, 몇몇 연구는 동물대상 임상실험을 진행하고 있을 정도의 가능성을 보이고 있는 것으로 알려져 있습니다. 뿐만 아니라, 자가포식과 관련이 있다고 알려진 알츠하이머 및 여러 종류의 암 등에 대한 치료법이 바로 이 자가포식의 제어법을 이용하여 연구되고 있으며 관련 학계에서는 향후 10년 내에 관련 질병에 대한 치료제가 임상적으로 사용될 수 있을 것으로 낙관하고 있습니다.

 

이러한 많은 의학분야의 연구가 모두 오스미 교수의 자가포식 제어에 관련된 유전자 발견 연구로부터 가능케 된 것이니, 그의 연구가 생리의학분야에 중요한 열쇠역할 을 했다는 것을 짐작할 수 있습니다.

 

노벨상은 과학적 발견의 중요성과 더불어, 그 연구업적이 인류에 얼마나 큰 공헌을 하였는가를 고려하기 때문에 많은 경우에 있어서, 실제 연구업적이 발표된 후 20~40여년 이후에 상을 수상하곤 하며, 이번 오스미 교수의 노벨상 수상도 1988년에서 1992년 사이에 발표된 연구 결과를 토대로 수여하게 되었다고 위원회는 설명하고 있습니다.

 

오스미 교수는 수상 소감을 이야기하는 인터뷰에서 젊은 과학자들에게 “과학은 언제나 성공할 수 있는 것은 아님에도 불구하고, 항상 도전하는 것이 중요하다”라는 말을 전하고 싶다고 했습니다. 젊은 과학자들에게는 실패를 두려워하지 않고 도전할 수 있는 용기가 있어야 할 것이며, 학계와 사회는 그런 젊은 과학자들이 도전할 수 있는 연구 환경을 만들어 줄 수 있어야 앞으로의 과학의 발전을 이어갈 수 있을 것이라 생각합니다.

 

석준영