노벨 생리의학상, 美⋅ 英과학자 3명…"세포의 산소 적응 연구"

장윤서 기자
입력 2019.10.07 19:53 수정 2019.10.07 21:16


올해 노벨 생리의학상을 공동 수상한 그레그 세멘자(왼쪽부터), 피터 랫클리프, 윌리엄 케일린/노벨위원회 사이트
올해 노벨 생리의학상은 미국의 윌리엄 케일린과 그래그 세멘자, 영국의 피터 랫클리프 등 3명에게 돌아갔다.

7일(현지시간) 스웨덴 카롤린스카 연구소 노벨위원회는 윌리엄 케일린(William G. Kaelin Jr.)과 그래그 세멘자(Gregg L. Semenza), 영국 피터 랫클리프(Peter J. Ratcliffe) 등 3명이 2019년 노벨 생리의학상 공동수상자로 선정됐다고 밝혔다. 이들은 ‘산소 농도에 따른 세포 반응에 관한 연구’ 공로를 인정받았다.

이번 수상자들은 산소 농도 수준이 신체 내 세포 대사와 생리 기능에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 기초를 확립해 빈혈, 암 및 다른 많은 질병과 싸우기 위한 새로운 전략의 길을 열었다고 노벨위원회는 평가했다.

이들은 세포가 저산소 농도에 적응하는 과정에 ‘HIF-(저산소증유발인자)1’ 유전자가 중요한 역할을 한다는 사실을 발견했다.

노벨위원회는 "노벨상 수상자들의 획기적인 연구 덕분에 산소 농도 수준이 기본적 인체 생리 과정을 어떻게 조절하는지에 대해 알게 됐다. 산소 농도에 따른 세포 반응에 관한 연구 공로를 인정해 이들을 선정한 것"이라고 수상 이유를 밝혔다.

윌리엄 케일린은 세포에서 ‘저산소증(hypoxia)’ 반응을 처음 규명했다.

그래그 세멘자는 암 세포가 산소가 부족한 환경에 적응할 수 있도록 하는 HIF-1를 발견했다. 이는 암 치료에서 결정적인 역할을 하고 있어 치료제로 개발 중이다.

피터 랫클리프는 적혈구 생성 촉진 호르몬인 ‘에리스로포이에틴(erythropoietin)’과 관련한 연구를 지속해왔다. 에리스로포이에틴 생성에 관여하는 저산소유도인자(HIF)를 활성화하고 적혈구 생성을 높이는 과정을 규명해 냈다.

아직까지 이들 연구로 암 분야에 있어 치료제가 개발되지는 않았다. 하지만 이들의 연구를 통해 약제 연구가 많이 진행 중에 있다.

종양(암덩어리)은 크기가 점점 커지면서 저산소증에 빠지게 된다. 이들은 저산소 상태에서 암 세포가 어떻게 반응하는지를 규명해냈다. 즉 종양세포가 산소가 없는 상태가 되면 치료에 저항성을 가지게 된다.

이전까지는 환자에서 항암제가 잘 치료되지 않는 이유가 무엇인지 등 논란이 있었지만 이들 공동연구로 ‘저산소증에 빠진 상태’에서는 항암제가 잘 듣지 않는다는 큰 연구방향을 제시했다

이대호 서울아산병원 종양내과 교수는 "이 연구를 통해 항암치료나 방사선 치료를 할 때 암은 이미 저산소 상태에 빠져 있기 때문에 왜 치료제가 잘 안 듣는지, 약제 효과가 없는지, 항암 치료제가 왜 안 듣는지, 앞으로 어떻게 개선할지, 어떻게 치료효과를 향상할지에 대한 큰 해답을 제시했다"고 설명했다.

서울대병원 유수종 소화기내과 교수도 "산소는 그동안 사람이나 동물에 긍정적인 역할을 한다고만 알려져 있었다. 그러나 산소가 인체 세포에서 어떻게 부정적인 작용을 하는지에 대해서는 잘 알려져 있지 않다"면서 "암이 발생할 경우 저산소증이 오히려 더 좋지 않을 수 있는 등 산소가 세포 내에서 어떻게 작용하는지 질병학적 메카니즘을 밝혀낸 것에서 의미를 둔다"라고 이번 노벨 생리의학상 수상의 의미를 해석했다.

케일린은 하버드 의대, 세멘자는 존스홉킨스 의대에서 각각 교수로 재직하고 있고 , 랫클리프는 옥스퍼드대학 타깃 디스커버리 연구소(Target Discovery Institute) 소장이다.

수상자에게는 상금 총 900만크로나(약 10억9000만원)가 주어진다. 시상식은 12월 10일에 열린다.

노벨 생리의학상은 1901년 첫 수상자를 시작으로 올해까지 총 110차례 수상자를 배출했으며, 제1·2차 세계대전 기간 등을 포함해 모두 9차례(1915~1918년, 1921년, 1925년, 1940~1942년)는 수여되지 않았다.

올해를 포함해 생리의학상 수상자는 총 219명으로 이 가운데 여성 수상자는 12명이다. 최연소 수상자는 32세, 최고령 수상자는 87세였다.


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