2019년 노벨생리의학상 공동수상자. 왼쪽부터 윌리엄 케일린 주니어 美하버드 의대교수, 피터 래트클리프 경(卿) 英옥스포드대 교수, 그레그 세멘자 美존스홉킨스대 교수.© News1 이창규 기자

사람이 숨을 쉬고 살아가는데 필수적인 산소와 그 농도에 따라 인간 세포가 어떻게 적응하는지 규명하고, 인류의 질병 연구에 기여한 미국 과학자 2명과 영국 과학자 1명에게 올해 노벨 생리의학상이 돌아갔다. 미국은 3년 연속, 영국은 5년 만에 수상자를 배출했다.올해 노벨 생리의학상 수장자는 윌리엄 케일린 주니어와 피터 래트클리프 경(卿), 그레그 세먼자 등 3명이다. 케일린과 세먼자는 미국에서 태어났고, 래트클리프는 영국 태생이다.

스웨덴 카롤린스카의대 노벨위원회는 7일(현지시간) 공식 트위터와 유튜브 채널을 통해 세포가 산소의 가용성을 감지하고 적응하는 방식을 발견한 공로로 세 과학자를 노벨 생리의학상 수상자로 선정했다고 발표했다.

동물은 산소를 이용해 음식을 에너지로 바꾼다. 그러나 세포가 산소 농도에 따라 어떻게 변화를 일으키고 적응하는지는 미지의 영역이었다. 세 명의 과학자는 세포가 산소 농도에 적응할 때 'HIF-1' 유전자가 핵심적인 역할을 하는 것을 규명했다.

전사인자 단백질인 'HIF-1' 유전자는 디엔에이(DNA)에 붙어서 유전자가 발현하는 증상을 조절하는 알엔에이(RNA)를 만든다. 산소가 부족할 때 발현하는 특성 때문에 붙여진 이름이다.노벨위원회는 이 연구가 사람이 생존하는데 가장 필수적인 적응 과정을 과학적으로 입증하는 길을 열었다고 평가했다. 이는 인류가 산소 농도에 따른 세포 신진대사와 생리적 기능을 이해하면 앞으로 빈혈과 암, 각종 질병 치료를 위한 새로운 치료법 개발에도 영향을 미칠 것으로 전망되기 때문이다.

유수종 서울대병원 소화기내과 교수에 따르면 산소는 생명체가 살아가는데 필수적이지만, 양날의 검과 같은 성질을 가지고 있다. 몸속에 들어온 산소는 대사 과정을 거치면서 활성산소를 배출할 수 있어서다. 때문에 산소가 몸에서 어떤 균형 상태를 유지하는지가 인체 건강에 중요한 영향을 미친다.

노벨위원회가 거론한 빈혈은 적혈구가 산소를 조직에 공급하는 역할을 제대로 하지 못할 때 발생하는데, 이 연구는 이를 극복할 디딤돌이 될 것으로 기대를 모은다. 이를테면 산소의 몸속 생체활동을 더 정확히 이해하면 빈혈을 치료할 때 혈액을 공급하는 치료법에도 변화가 생길 수 있다. 암 역시 몸에 산소가 부족한데도 증식하는 원인에 대해 그동안 잘 알지 못했는데, 이번 연구로 그 원인을 찾는데 속도가 붙을 전망이다.

유수종 교수는 "산소의 성질을 정확히 이해하는 것은 생체활동에 대한 연구 범위를 넓히는 효과를 가져올 수 있다"며 "그런 의미에서 빈혈과 암 같은 질병 연구가 한 단계 도약할 수 있다"고 전망했다.

그는 "국내에서도 관련 연구가 활발히 진행되고 있고 상당한 성과도 냈다"며 "젊은 의과학자들이 해외에 많이 진출하고 유능한 해외 과학자들과 네트워크를 구축한다면 기대 이상의 성과를 낼 것으로 기대한다"고 말했다.

한편 수상자 케일린(62)은 미국 뉴욕에서 태어나 듀크대 메디컬스쿨을 나와 존스홉킨스대학에서 수련의를 거쳤다. 2002년부터 하버드대 메디컬스쿨 교수로 재직 중이다.

세멘자(63)는 뉴욕 출신으로 하버드대 생물학과를 졸업한 뒤 펜실베이니아대학(유펜)에서 약학박사 학위를 취득했다. 이후 존스홉킨스대학 약학대 교수로 재직 중이며, 이 대학 셀 엔지니어링연구소 소장을 맡고 있다.

래트클리프(65)는 영국 랭커셔 출신으로 케임브리지대학에서 약학을 전공한 후 지난 1996년부터 옥스퍼드대학 교수로 재직하고 있다.


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