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2019 노벨 생리의학상 연구…어디에 활용되고 있을까?

■ 이유미 / 경북대 약학대 교수

[앵커]
올해 노벨생리의학상은 산소가 부족할 때 세포가 어떻게 이를 인지하고, 적응하는지를 밝혀낸 3명의 과학자에게 돌아갔는데요.

이번 연구는 빈혈이나 암 등 다양한 질병 연구의 근본이 되고 있습니다.

자세한 내용, 전문가와 함께 알아보겠습니다.

경북대학교 약학과 이유미 교수 전화로 연결돼 있습니다. 안녕하세요?

먼저 이번에 노벨생리의학상을 받은 연구 내용, 어떤 것인지 설명 부탁드립니다.

[인터뷰]
세포가 생존하려면 산소가 꼭 필요하다는 사실은 잘 알려졌는데요,

세포가 산소가 부족한 상태에 놓일 때가 있습니다.

이런 경우를 세포가 '저산소' 상태에 놓여 있다고 하는데요,

예를 들면, 고산지대에 사는 사람이나 빈혈이 있는 사람의 세포가 그렇고요,

혈관이 막혀서 혈액 공급이 안 되는 조직에도 이런 일이 생깁니다.

90년대까지만 해도 세포가 어떻게 저산소 상태를 인지하는지, 또 여기에 적응해 에너지를 만들어내는지 알려지지 않았습니다.

그런데 이번에 노벨상을 받은 세 과학자가 이런 기전을 분자적 수준에서 밝힌 겁니다.

[앵커]
그렇다면 세포가 저산소 상태에 놓였을 때 구체적으로 어떤 일이 일어나게 되나요?

[인터뷰]
우리 몸에 산소가 부족해지면 혈관이 새로 만들어지고, 적혈구가 늘며, 대사 작용도 변합니다.

먼저 이번에 상을 받은 서멘자 교수는 이런 현상을 조절하는 유전자를 관찰했는데요,

300여 개에 이르는 이 유전자를 조절하는 핵심 스위치가 HIF라는 것을 밝혔습니다.

HIF는 저산소 유도 인자의 약자로, 거의 모든 세포에 존재하는 단백질 복합체인데요,

산소 농도가 높을 때는 분해돼 없어지지만 저산소 환경에선 증가합니다.

이어 케일린 교수와 랫클리프 교수는 산소가 많을 때 HIF가 어떻게 분해되는지 밝혔습니다.

산소가 많은 상태에서는 산소가 HIF에 결합해 HIF의 구조 변화를 유발하고 분해까지 유도한다는 겁니다.

저산소 상태일 때는 이런 반응이 일어나지 않아 HIF가 축적되는 거죠.

이런 반응으로 우리 몸은 저산소증에 대응하는 반응을 일으키고 결국 몸의 산소농도를 다시 정상으로 되돌립니다.

[앵커]
산소가 부족할 때 자정작용을 하는 키를 발견했다고 볼 수 있겠군요.

그럼 이런 연구가 실제 우리 삶에서는 어떤 의미가 있을까요?

[인터뷰]
이번 연구는 대표적으로 암과 빈혈 치료제 개발과 관련이 깊습니다.

먼저, 암은 산소가 부족해도 잘 생존하고 증식까지 하는데요,

암세포가 저산소 상태를 극복하기 위해서 HIF 발현을 늘리기 때문입니다.

이로 인해 암세포 주변에 혈관도 새로 만들어지고 결국 전이 확률까지 높아집니다.

이 경우 HIF를 줄이면 암세포를 억제할 수 있습니다.

반대로 빈혈은 HIF를 증가시키는 방법으로 치료할 수 있습니다.

HIF를 증가시키면 적혈구가 늘기 때문입니다.

HIF는 철 대사도 조절하는 것으로 밝혀져 실제 이와 관련한 치료제가 중국에서 승인되기도 했습니다.

[앵커]
그러면 이 연구가 또 어떤 분야에 적용될 수 있을까요?

[인터뷰]
네, 바로 줄기세포 분야입니다.

우리 몸에서 줄기세포가 만들어지는 곳도 저산소 환경입니다.

줄기세포 치료제를 개발하거나 조직 재생을 연구하는 데 이번 발견이 활용되고 있습니다.

또 인공장기를 만드는 데도 정말 중요한데요,

저산소 신호를 이용하면 인공장기에 혈관이 자연스럽게 분포하도록 할 수 있습니다.

이처럼 저산소증에 대한 세포의 반응 기전이 밝혀지면서 각종 질병 치료와 예방은 물론 조직공학과 줄기세포 공학 등이 발전하고 있다고 생각됩니다.

[앵커]
네 그렇군요. 올해 노벨생리의학상을 받은 연구 내용 함께 알아봤는데요.

경북대학교 약학과 이유미 교수였습니다.

교수님, 오늘 말씀 고맙습니다.
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