바이오스펙테이터

바이오스펙테이터 김성민 기자

제프리 C. 홀·마이클 로스바쉬·마이클 영, 초파리에서 최초로 '생체시계' 밝혀

올해 노벨 생리의학상 수상자로 초파리에서 생체리듬에 관여하는 핵심 유전자인 'period'를 발견한 제프리 C. 홀(Jeffrey C. Hall, 72), 마이클 로스바쉬(Michael Rosbash, 73), 마이클 영(Michael W. Young, 68)이 선정됐다.

스웨덴 카롤린스카의대 노벨위원회는 2일 미국에서 활동하는 3명의 과학자를 노벨 생리의학상 공동 수상자로 선정했다고 발표했다. 노벨위원회는 "이들은 생명체에서 '내재된 시계(inner clock)'는 행동, 생리학이 최적화하기 위한 방식을 설명했다"며 "그들은 식물, 동물 그리고 인간이 지구의 진화에 맞물려 생물학적 리듬을 어떻게 적응해 왔는지를 설명한다"고 수상이유를 밝혔다.

1970년대 과학자들은 우리의 하루주기를 조절하는 유전자가 있는가에 대한 질문을 던졌다. 자고, 먹고, 걷는것부터 시작해서 24시간을 관장하는 역할을 하는 유전자다. 그리고 초파리에서 특정 유전자에 변이가 생길 때 생체시계가 망가지는 것을 발견했다. 피리어드(period) 혹은 PER 단백질의 발견이다.

1980년대 홀, 로스바쉬는 Brandeis에서, 동시에 영은 Rockefeller에 있으면서 period 유전자를 분리했다. 홀, 로스바쉬는 period 유전자가 발현된 단백질 PER이 밤낮의 24시간에 따라 특정한 주기를 가지고 진동(oscillation)하는 움직임을 보인다는 것을 규명했다. 이들은 PER 단백질이 밤에 축적되고 낮에 분해되는 것을 밝혔다. 생명체 안에 생체시계가 존재한다는 것을 '물질'로서 처음 규명한 연구라는데 큰 의의가 있다. 이후 1994년 조셉 타카하시(Joseph Takahashi)가 포유류(mice)에서 최초로 clock 유전자를 규명했다.

생체시계(circadian clock)는 밤낮에 따른 빛 주기 등의 외부인자와는 독립적으로 몸안에 내재돼 생체리듬을 조절하는 세포안 분자시계다. 24시간 주기에 따라 특정 유전자에서 단백질이 발현이 달라지면서 다양한 생리작용부터 행동까지 관장한다. 생체리듬이 망가지면 암, 당뇨, 우울증, 치매 등에 걸릴 확률이 높아지는 이유로 이둘의 연관성에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.

노벨상은 다이너마이트를 발명한 스웨덴 과학자 알프레드 노벨의 유언을 기려 물리학·화학·생리/의학·문학·평화상 분야가 제정됐으며 경제학 부문은 1969년 새로 추가됐다. 전체 분야에 걸쳐 한 해 동안 가장 두드러진 업적을 이룬 인물에게 수여한다.

이번 수상자들은 900만 크로나(약 12억 6000만원)의 상금을 받는다. 노벨위원회는 생리의학상을 시작으로 물리학상, 화학상, 문학상, 평화상, 경제학상 등의 순으로 올해 노벨상 수상자를 발표한다.