노벨 생리의학상 美 로스먼-셰크먼, 獨 쥐트호프

세포내 물질이동 규명… 당뇨 등 치료 길 열어

제임스 로스먼 미국 예일대 교수(63)와 랜디 셰크먼 버클리 캘리포니아대 교수(65), 독일 출신의 토마스 쥐트호프 스탠퍼드대 교수(58)가 사람의 세포에서 단백질을 비롯한 물질들이 수송되는 방법을 찾아낸 공로를 인정받아 2013년 노벨 생리의학상 공동 수상자로 선정됐다.

스웨덴 카롤린스카 의대 노벨위원회는 7일 “이 세 과학자가 세포 내에 인간이 살아가는 데 필요한 호르몬이나 특이 단백질을 정확한 타이밍에 정확하게 원하는 곳에 전달하는 운반 시스템을 발견한 공로를 높이 평가했다”고 선정 이유를 밝혔다.

세포 안 ‘운반소낭(Vesicle)’에 들어 있는 호르몬이 세포 밖으로 나오려면 이들을 도와주는 ‘수송 단백질’이 필요하다. 수송 단백질이 제 역할을 하지 못하면 인체에 병이 생긴다. 가령 혈당을 낮춰 주는 인슐린과 관련된 수송 단백질이 고장 나면 인슐린이 필요한 시기에 분비되지 않아 당뇨병에 걸리는 식이다.

신경전달물질도 마찬가지다. 이 물질이 신경세포에서 다른 신경세포로 전달될 때에도 수송 단백질이 작용해야 몸이 움직이거나 감각을 느낄 수 있다. 이 경우 수송 단백질이 고장 나면 파킨슨병이나 치매와 같은 신경계 질환이 생긴다. 세 과학자는 이런 유형의 수송 단백질을 발견하고 메커니즘을 분석했다. 지금까지 발견된 수송 단백질은 수백 개에 이른다.

서울아산병원 대학원 의학과 강상욱 교수는 “대부분의 질병은 호르몬이나 수송 관련 물질과 관련이 있다”면서 “이들이 옮겨지는 메커니즘이 확립되면서 질병이 생기는 과정을 이해하고 치료제를 개발할 수 있었다”고 말했다.

로스먼 교수는 이 같은 사실을 1985년과 1993년의 연구에서 밝혀냈다. 셰크먼 교수는 진핵생물의 세포에서 운반소낭을 이동시키는 데 핵심적인 역할을 하는 세 종류의 유전자(sec18, sec17, sec22)를 찾아낸 1979년과 1999년의 연구 결과로 노벨상의 영예를 차지했다.

셰크먼 교수는 효모를 이용한 실험에서 세포 속에 있는 소포체란 기관에서 출발한 운반소낭이 정상적으로 목적지를 찾지 못하는 이상 현상을 확인한 바 있다. 이어 세 유전자에 돌연변이가 생긴 것을 발견해 세포 내 물질 운반에 핵심적인 역할을 하는 유전자를 찾아낸 공로를 인정받았다. 쥐트호프 교수는 2008년부터 스탠퍼드대 연구팀에 합류해 분자세포물리생리학을 연구하고 있다.

이날의 생리의학상 발표와 더불어 올 노벨상 수상자 발표가 시작됐다.

노벨 생리의학상 수상자에게는 총 1000만 크로나(약 18억 원)의 상금과 메달, 상장이 주어진다. 노벨상 시상식은 창시자인 알프레드 노벨의 사망일인 12월 10일 열린다. 한편 올해 노벨상 수상자는 물리학상(8일), 화학상(9일), 문학상(10일), 평화상(11일), 경제학상(14일) 순으로 발표된다.

이진한 기자(의사)·이우상 동아사이언스 기자 likeday@donga.com