2015 노벨 화학상 DNA 복구 과정 밝힌 과학자 3명 수상

 

 

2015 노벨 화학상

DNA 복구 과정 밝힌 과학자 3명 수상

 

토마스 린달, 폴 모드리치, 아지즈 산자르(왼쪽부터 순서대로) - 노벨위원회 제공

 

 

올해 노벨 화학상은 유전물질(DNA)의 복구 과정을 밝힌 과학자 3명에게 돌아갔다.
 

스웨덴 노벨상위원회는 세포가 손상된 DNA를 어떻게 고치는지를 분자 수준에서 밝혀낸 공로로 스웨덴 국적의 토마스 린달 영국 프랜시스크릭연구소 명예 그룹리더(77)와 미국 국적의 폴 모드리치 미국 듀크대 의대 교수(69), 미국과 터키 이중 국적자인 아지즈 산자르 미국 노스캐롤라이나대 의대 교수(69)에게 노벨 화학상을 수여한다고 7일 밝혔다. 산자르 교수는 모국인 터키에 첫 번째 노벨 과학상을 안겨줬다.
 

‘생명의 책’이라 불리는 DNA는 네 가지 염기(아데닌(A) 구아닌(G) 시토신(C) 티민(T)) 서열에 담긴 정보를 이용해 생명활동을 수행하는 단백질을 만든다. 1970년대 초까지만 해도 DNA는 안정적인 분자라고 생각했다. 하지만 DNA는 복제 과정에서 돌연변이가 생길 수 있고 자외선이나 흡연, 환경에 있는 독소 등 화학물질에 지속적으로 노출될 때도 손상을 받는다는 사실이 밝혀졌다. DNA에 이상이 생기면 암 등의 질환이 발생할 수 있지만 생명체는 손상된 DNA를 스스로 고치는 몇 가지 메커니즘을 가지고 있다.
 

노벨상위원회는 “올해 수상자들이 DNA의 자가 복구 과정을 밝힌 덕분에 새로운 암 치료법 개발 등에 이용할 수 있는 생물학적 지식을 얻게 됐다”고 평가했다.
 

수상자들은 각기 다른 복구 과정을 밝혀냈다. 린달 그룹리더는 돌연변이 DNA에서 잘못된 염기를 잘라내고 그 자리를 새로운 염기로 메우는 ‘염기 절단복구’ 과정을 발견했다. 모드리치 교수는 두 가닥의 DNA 사이에 짝이 맞지 않는 염기 서열을 골라 고치는 ‘미스매치 복구’ 과정을 밝혀냈다. 산자르 교수는 자외선에 의해 DNA가 손상될 때 염기뿐 아니라 DNA를 구성하는 ‘뉴클레오티드’를 잘라내는 ’뉴클레오티드 절단복구’ 과정을 규명했다.
 

명경재 IBS 유전체항상성연구단장(UNIST 생명과학부 교수)은 “지난해 미국 식품의약국(FDA)이 새롭게 승인한 표적항암제도 DNA 복구 과정을 토대로 개발됐다”며 “암이 발생하는 가장 기본적인 원리를 밝힌 것”이라고 설명했다.
 

수상자들은 메달과 함께 총 800만 크로나(약 11억2200만 원)의 상금을 3분의 1씩 나눠 받는다

 

 

암·노화 막는 DNA의 복구 원리 밝혀

노벨 화학상 린달·모드리치·산자르

 

세포 속 DNA는 ‘생명의 사령탑’으로 불린다. 세포 복제부터 단백질 생성까지 생명 활동과 관련된 모든 정보를 담고 있어서다. 이런 DNA가 변형된 뒤 복구되지 못하면 다양한 문제가 발생하는데 대표적인 게 바로 암과 노화다. 올해 노벨 화학상은 세포 속 DNA 복구 메커니즘을 규명한 학자들이 받는다. 스웨덴 노벨위원회는 토머스 린달(77·스웨덴) 프랜시스 크릭 연구소 명예교수, 폴 모드리치(69·미국) 듀크대 메디컬센터 교수, 아지즈 산자르(69·터키계 미국인) 노스캐롤라이나대 교수를 화학상 수상자로 선정했다고 7일 밝혔다.

 

 

 

왼쪽부터 토머스 린달, 폴 모드리치, 아지즈 산자르.

 

 

　DNA 변형은 피할 수 없는 숙명이다. 자외선·X선 등 외부 반응과 세포 복제 과정에서 변형된다. 인체의 DNA는 30억 개의 염기가 이어져 생성되는데 70세가 되면 대략 2000개 정도의 염기에서 변형이 일어난다. 성인은 몸속에 대략 3조7000억 개의 세포가 있는데 염기 변형은 모든 세포에서 일어날 수 있다.

　린달 교수는 35년 동안 인체의 DNA 복구 과정을 연구했다. DNA는 A(아데닌)·T(티민)·G(구아닌)·C(시토신) 등 네 가지 염기로 이뤄지는데 시토신은 우연히 U(우라실)로 바뀌기도 한다. 그는 엔자임(Enzyme·화학반응을 촉매하는 단백질)이 우라실을 잘라내고 시토신을 회복하는 방법을 발견했다. 모드리치 교수도 DNA 복제 과정에서 발생하는 ‘미스매치(mismatch)’ 변형에서의 복구 과정을 연구했다. 산자르 교수는 DNA 가닥이 강한 자외선에 노출된 경우 나란히 붙어 있는 티민 염기 두 개가 붙어 붕괴되는 현상을 확인했다. 흡연 등으로 인해 이 같은 변형이 발생할 수 있다는 사실도 밝혀냈다. 서강대 화학과 이현수 교수는 “이들의 연구는 다양한 질병의 원인이 유전자 변형에 있다는 사실을 확인했다는 데 큰 의미가 있다”고 말했다.