초파리 통해 유전자 찾아내…후속 질병연구 잇따라

(서울=뉴스1) 음상준 기자,이영성 기자 = 사람들이 마치 몸속에 시계가 있는 것처럼 밤에 잠들고 아침에 깨는 생체리듬의 영향을 받는 것을 초파리를 통한 분자생물학적 연구로 밝혀낸 미국 과학자 3명이 올해 노벨 생리의학상을 받았다. 미국 과학자들이 노벨 생리의학상을 받은 것은 2014년 이후 3년 만이다.

미국 과학자들은 초파리류인 사과즙파리(fruit fly)를 통해 밤에는 축적되지만 낮에는 분해되는 단백질 유전자를 찾아내고 분리하는 실험을 진행했다.

이 연구를 통해 생체시계 유전자가 '일주기성 리듬'(circadian rhythm·서카디언 리듬)을 최적화하는데 어떤 역할을 하는지 확인했다. 생체시계 작동원리를 밝혀낸 것이다. 이 연구성과로 인해 최근엔 요셉 타카하시 노스웨스턴대학교 박사 연구팀이 생쥐를 통해 생체시계 유전자를 분리하는데 성공했다.

스웨덴 카롤린스카의대 노벨위원회도 2일 "미국 메인대 제프리 C 홀(72), 브랜데이스대 마이클 로스바시(73), 록펠러대 소속 마이클 영(68) 교수의 연구로 사람과 동물이 태양 주기에 영향을 받아 어떻게 잠들고 생체호르몬 등이 변하는지 알게 됐다"고 수상자 선정 이유를 밝혔다.

생체시계는 수면주기는 물론 생체활동 등 다양한 신체변화에 영향을 미친다. 하루 이틀은 몰라도 오랫동안 생체시계가 망가지면 질병이 생길 위험이 높아진다.

노지훈 서울아산병원 신경과 교수는 "일주기성 리듬은 모든 생명체에서 관찰되며 망가질 경우 수면 장애 외에도 심혈관계질환, 당뇨병, 치매, 퇴행성질환 등이 증가할 수 있다"고 설명했다. 이어 "최근엔 수면량과 함께 일주기성 리듬의 변화가 알츠하이머병 치매 발생에도 영향을 미치는 것을 연구로 확인했다"고 덧붙였다.

생체시계는 눈으로 확인하기 어렵지만 외국에 갔을 때 겪는 '시차'를 통해 그 존재를 파악할 수 있다. 또 평소와 달리 잠을 제대로 자지 않거나 밥을 굶으면 생체리듬이 깨지고 만성으로 이어지면 각종 질병에 시달릴 위험이 높아진다.

사람들은 대게 오전 10시에서 오후 2시에 집중력과 논리적 추론능력이 최고조에 이르고 오후 6시부터 8시까지 심폐기능과 근력, 유연성이 높아져 운동능력이 향상된다. 이처럼 사람은 24시간 생체리듬에 영향을 받는다.

정석훈 서울아산병원 정신건강의학과 교수는 "노벨상을 수상한 3명의 과학자는 유전자들이 생체리듬에 어떻게 작용하는지 규명했다"며 "시간생체학 학문을 크게 발전시켰다"고 평가했다.

한편 제프리 C. 홀은 1945년 미국 뉴욕에서 태어났으며 1944년 미국 오클라호마 태생의 마이클 로스바쉬 박사와 함께 미국 브랜다이스대학교에서 근무해왔다. 1949년 미국 마이애미 태생인 마이클 영 박사는 미국 록펠러대학교에서 근무해왔다.

지난해 노벨 생리·의학상은 오스미 요시노리(71) 일본 도쿄공업대 명예교수가 수상했다. 오스미 교수는 생물이 세포 내에서 단백질을 분해해 영양원으로 재이용하는 '오토파지'(autophagy·자기포식) 현상을 밝혀낸 공로를 인정 받았다.

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