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'산소 농도에 따른 세포 대사 메커니즘 규명'…2019 노벨 생리의학상


윌리엄 케일린, 피터 랫클리프, 그레그 서멘자 등 美·英 과학자 수상

[아이뉴스24 최상국 기자] 올해의 노벨 생리의학상은 생명체의 가장 기본적인 적응 메커니즘인 세포와 산소량의 관계를 밝히는 데 기여한 미국과 영국의 세 과학자에게 돌아갔다.

노벨위원회는 7일(현지시간) 2019년 노벨 생리의학상 수상자로 윌리엄 케일린 주니어(William G. Kaelin Jr.), 피터 랫클리프(Sir Peter J. Ratcliffe), 그레그 서멘자(Gregg L. Semenza) 등 3인을 선정했다고 발표했다.

2019 노벨 생리의학상 수상자 3인. 왼쪽부터 윌리엄 케일린 주니어, 피터 랫클리프, 그레그 서멘자 [노벨위원회]
2019 노벨 생리의학상 수상자 3인. 왼쪽부터 윌리엄 케일린 주니어, 피터 랫클리프, 그레그 서멘자 [노벨위원회]

윌리엄 케일린 주니어(62)는 뉴욕에서 태어나 듀크대를 졸업했다. 존스 홉킨스 대학교와 데이나-파버 암 연구소에서 내과 및 종양학을 연구했으며 2002년부터 하버드 의대 교수로 재직중이다.

피터 랫클리프 경(65)은 영국 랭카셔 출신으로 캠브리지에서 의학을, 옥스포드에서 신장학을 공부했다. 옥스퍼드 대학 교수이며 런던에 있는 프랜시스 크릭 연구소의 임상 연구 책임자이다.

그레그 서멘자(63)는 뉴욕에서 태어나 하버드대학교에서 생물학을 전공하고, 펜실베니아 의대에서 학위를 받았으며 듀크 대학교에서 소아과 전문의 과정을 수련했다. 99년 존스홉킨스 대학 교수가 됐으며 2003년 이후 존스홉킨스 세포공학 연구소의 혈관 연구 프로그램 책임자이다.

이들 세 과학자는 세포가 산소 농도(양) 변화에 따라 어떻게 반응하고 적응하는지에 대한 메커니즘을 규명함으로써 산소와 신진대사의 관계에 대한 수많은 후속연구의 토대를 마련했다. 그들의 발견은 빈혈과 암 등 수많은 질병 연구의 새로운 길을 연 것으로 평가돼 노벨상 수상의 유력한 후보로 거론돼 왔었다.

노벨위원회는 수상자들의 핵심 논문으로 다섯 편의 논문을 꼽았다. 우선 그레그 서멘자 교수가 1991년과 1995년에 PNAS(미국 국립과학원)에 발표한 두 편의 논문은 그가 저산소증 유발 인자(HIF)라고 명명한 단백질 복합체에 관한 것이다. 서멘자 교수는 저산소증에 대한 생리학적 반응으로 적혈구를 증가시키는 적혈구 생성 인자(EPO) 유전자를 연구하다가 EPO 유전자의 옆에서 저산소증에 대한 반응을 매개하는 HIF 복합체를 발견했다. 이 연구는 산소와 세포 대사의 관계를 규명하는 첫 단추가 됐다.

이후, 피터 랫클리프 교수는 1999년 네이처에 종양 억제 단백질 VHL이 저산소증 유발 인자(HIF)에 미치는 영향에 대한 연구를 발표했으며, 랫클리프 교수와 윌리엄 케일린 교수가 2001년 사이언스에 나란히 실린 논문에서 산소감지와 VHL, HIF의 상세한 관계를 설명함으로써 세포의 산소감지 메커니즘이 규명되기에 이른 것이다.

노벨위원회는 "노벨상 수상자들의 획기적인 연구 덕분에 우리는 산소 농도의 변화에 따라 우리 몸이 어떻게 반응하고 생리를 조절하는지 자세히 알게 됐다"고 설명했다.

우리 몸은 산소량 변화를 감지함으로써 저산소 상태에서도 적응할 수 있게 한다. 새로운 혈관을 생성하고 적혈구를 증가시킨다. 면역 체계와 많은 생리 기능이 산소 감지에 의해 미세하게 조정된다. 태아 발달 과정에서 혈관이 정상적으로 형성되고 태반 발달을 제어하는 데도 산소 감지가 필수적이다. 산소 감지는 또한 많은 질병의 중심이다. 만성 신부전 환자는 종종 EPO 발현 감소로 인한 빈혈에 시달리며 암에서도 산소 조절이 중요한 역할을 한다. 학교와 연구소, 제약회사의 많은 연구가 산소감지 메커니즘의 활성화 또는 차단을 통한 치료제 연구에 집중되고 있다.

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.

최상국 기자 skchoi@inews24.com






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