2013년 노벨생리의학상, 로스먼·셰크먼·쥐트호프 수상

 

2013년 노벨생리의학상, 로스먼·셰크먼·쥐트호프

 

 

올해 노벨 생리의학상은 세포 안에 담긴 단백질·호르몬 등의 물질이 어떤 이동 과정을 거쳐 최종 분비되는지 생명의 신비를 밝힌 세 과학자에게 돌아갔다.

세포 속 물질의 이동 과정에 문제가 생기면 신경질환·당뇨병·면역질환 등에 걸리기 쉽다.

스웨덴 스톡홀름의 카롤린스카의대 노벨위원회는 7일 올해 노벨의학상 수상자로 미국의 제임스 로스먼(63) 예일대 교수와 랜디 셰크먼(65) 버클리대 교수, 독일 출신의 토마스 쥐트호프(58) 스탠포드대 교수를 공동 선정했다고 7일 밝혔다.

↑ 노벨생리의학상 로스먼, 셰크먼, 쥐트호프 공동수상자. /노벨위원회 제공

 

 

노벨위원회는 "생명활동에 꼭 필요한 세포 속 물질의 운송 메커니즘을 규명한 공로가 인정된다"고 선정 이유를 설명했다. 수상자들이 1979~1993년 발표한 연구성과가 이번에 인정받은 것이다.

로스먼 교수와 쉐크먼 교수는 세포생물학자로 많은 노벨상 수상자가 받아 미국의 노벨상으로 불리는 래스커상을 2002년 받았다. 쥐트호프 교수는 올해 래스커상을 수상했다.

토머스 쥐트호프 교수의 제자인 고재원 연세대 생화학과 교수는 "세 사람의 연구는 생명 유지와 질병과 관련된 세포 속 물질의 전달 메커니즘을 종전보다 자세히 밝혀내 치료제 개발과 질병연구에 획기적인 발전을 가져왔다는 점에서 의미가 있다"고 말했다.

각종 정보를 담은 단백질과 인슐린과 같은 호르몬 등이 제대로 기능하려면, 세포막 밖으로 분비돼야 한다. 세포 속 물질은 세포막 안에서도 리소좀·소포체·골지체 등 소기관의 막 안에 담겨있다. 주요 물질을 보호하기 위해 막으로 개별 포장해둔 셈이다.

물질이 세포막 밖으로 분비되려면 소포체에서 골지체로, 골지체에서 세포막으로 이동하는 과정을 거친다. 이때 물질은 동그란 막 안에 담겨 이동했다가, 다른 막과 만난다. 이 동그란 막과 막이 융합돼 하나로 합쳐지면서 안에 있던 물질을 쏟아내는 과정이 분비인 것이다.

셰크먼 교수는 세포 속 물질의 혼잡한 이동 과정을 제어하는 세 종류의 유전자를 확인했다. 로스먼 교수는 물질을 담은 막과 막이 하나로 융합될 때 지퍼처럼 정밀하게 맞물린다는 사실을 밝혔다. 쥐트호프 교수는 융합과 동시에 막이 열리고 정확한 타이밍에 안에 있던 물질이 쏟아져 전달된다는 원리를 설명했다.

안광석 서울대 생명과학부 교수는 "세 과학자는 세포 속에서 물질을 담은 막과 막이 하나로 융합되고, 그 안에 담긴 물질이 합쳐지는 등의 과정을 분자생물학 수준에서 밝혔다"고 말했다.

그는 이어 "이번 수상자들은 1999년 귄터 블로벨 박사가 비슷한 세포 속 단백질의 이동 원리에 대한 연구로 노벨 생리의학상을 받았기 때문에 매년 유력한 후보로 꼽히면서도, 노벨상 수상 기회는 놓쳤다고 여겨져왔다"며 "그만큼 중요한 성과로 인정된 것"이라고 덧붙였다.

강상욱 울산의대 서울아산병원 의학과 교수는 "이들의 업적은 퇴행성 뇌질환·골질환·대사질환 등 인간의 거의 모든 질환의 원인을 이해하는 핵심 키워드로 인용되고 있다"고 의미를 설명했다.

노벨상 시상식은 노벨상의 창시자 알프레드 노벨이 사망한 12월 10일 스톡홀름에서 열린다. 세 명의 공동 수상자는 상금 800만크로나(13억3000만원)를 나눠 받는다.

 

 

 

 

노벨 생리의학상, 당뇨병 등 발생하는 세포 내 신호체계 규명

 

 

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내 블로그로 내 카페로 고객센터 이동 올해 노벨 생리의학상은 세포 내 신호체계를 규명했다는데 의미가 있다. 이 연구를 확장시키면 당뇨병과 신경·면역 질환 등 물질 운송 과정의 장애로 생기는 질환의 발생 메커니즘에 대해 파악할 수 있을 전망이다.

 

세포 내에 존재하는 단백질이 제 기능을 하기 위해서는 여러가지 세포의 소기관으로 이동을 해야 한다. 이 세포들은 세포 내의 자루모양 구조체인 '소포'라는 기관 안에 단백질이 포획돼 소낭 간 융합이나 분열 등을 거쳐 다음 위치로 이동하게 된다. 이 때 수송단백질이 소낭간에 분열이나 융합을 유도하는 역할을 한다.

 

그동안 생명과학계에서는 세포가 어떤 원리로 일사불란하게 물질을 전달하는지, 이 과정의 장애가 어떤 문제를 낳는지 등을 두고 다양한 연구가 진행돼왔다.

 

이번 수상자들의 맏형 격인 셰크먼은 1970년대부터 효모(이스트)를 대상으로 이 물질 운송과정의 유전자적 측면을 연구, 운송을 통제하는 3종의 핵심 유전자를 밝혀냈다.

 

이어 로스먼은 물질을 옮기는 소포(vesicle)의 단백질과 '운송 목적지'인 세포의 특정 막(membrane)이 지퍼의 양면처럼 아귀가 맞으면서 정확한 장소로 운송이 이뤄진다는 사실을 규명했다.

 

가장 후발주자인 쥐트호프는 셰크먼·로스먼의 연구를 토대로 정확한 시기에 배송된 물질을 목적지에 전달하는 '타이밍' 메커니즘을 밝혀 학계의 주목을 받았다.

 

노벨위원회는 7일 자료를 통해 "물질운송 원리는 효모와 사람처럼 다른 유기체 내에서도 동일하게 작용한다"며 "수상자들은 세포 생리학의 근원적 과정을 규명했다"고 평했다.

 

로스먼과 셰크먼은 2002년 이 같은 성과로 미국의 노벨상으로 불리는 '래스커상'을 받았다.

 

노벨위원회는 로스먼 등의 핵심 저작물로 1979∼1993년 사이에 발표된 논문을 꼽았다. 길게는 34년 전 연구성과가 노벨 생리의학상 영예를 안겨준 셈이다.

 

서울아산병원 대학원 의학과 강상욱 교수는 "이번 노벨상 수상자들은 소포에 존재하는 수송 단백질들이 어떤 종류가 있는지 특정위치로 이동하는데 어떤 기능을 하는지 분석했다"며 "특히 랜디 셰크만은 효모 돌연변이 기술을 이용해 수송 단백질들의 기능을 분석했다. 이는 세포 생물학 기초 연구뿐 만 아니라, 퇴행성 뇌질환, 면역 질환, 골질환, 대사 질환 등 거의 모든 인간 질환의 원인을 이해하기 위한 연구에 핵심 키워드로 인용될 수 있다"고 밝혔다.

 

실제 당뇨병의 경우에도 이 시스템을 연구하면 질환 발생원인을 알 수 있을 전망이다.

 

예를 들어 인슐린의 경우에도 소포 내 단백질을 내보내는 시스템에 이상이 있으면 포도당이 들어와도 인슐린 분비가 적게 분비될 수 있다. 이 때문에 혈당이 올라가고 당뇨병이 발생하게 되는 것이다.

 

강남세브란스병원 내분비내과 안철우 교수는 "그동안 세포 안에서 만들어진 단백질을 컨트롤하는 신호전달 체계에 대해 대략은 알고 있었지만 어떤 기전에 의해 인슐린이 적게 분비되는지 100% 알 수 없었다"며 "이 연구로 인해 당뇨병 치료에 있어 인슐린 분비에 관한 정확한 정보를 얻을 수 있다면 당뇨병이 왜 발생하는지 밝혀낼 수 있어 치료제 개발도 가능해질 것"이라고 말했다.

 

한편, 올해 시상식은 노벨상 창시자 알프레드 노벨의 기일인 오는 12월 10일 스웨덴 스톡홀름에서 열린다. 부문별 수상자들에게 주어지는 상금은 800만 크로네(14억3000만원)다.

 

 

 독일 출신의 미국 스탠퍼드대 의대 토마스 쥐트호프 교수가 7일(현지시간) 스페인 바에자의 한 호텔에서 언론과 인터뷰하며 웃고 있다

 

 로스먼 교수가 7일(현지시간) 미 코네티컷주 뉴헤이븐의 예일대에서 노벨상 수상자 발표 기자회견을 지켜보고 있는 모습

 

 올해 노벨 생리의학상을 공동수상한 미국 버클리 캘리포니아주립대(UC버클리)의 랜디 셰크먼 세포생물학 교수가 7일(현지시간) 수상 기자회견 도중 재닛 나폴리타노 총장으로부터 축하전화를 받고 있다.