[원포인트건강] 노벨생리의학상 수상 ‘생체시계 유전자’… ‘항암치료’ 극대화 등 임상연구 활용

올해 노벨생리의학상이 생체시계 유전자를 밝혀낸 제프리 C. 홀, 마이클 로스배시, 마이클 영 등 미국 과학자 3명에게 돌아간 가운데 생체시계에 대한 관심이 높다. 이들은 생체시계로 알려진 ‘서캐디언 리듬’(24시간 주기리듬)을 통제하는 유전자를 발견하고 그 원리를 증명한 공로를 인정받아 노벨상을 수상하는 영광을 안았다.

지구 상 모든 생물들은 지구 자전주기인 24시간에 맞춰 정확히 생체시계를 맞춘다. 이런 생리현상을 조절하는 게 바로 생체시계 유전자다. 생체시계 리듬이 교란될 경우 수면장애, 피로, 무기력증, 우울증은 물론 대사질환이나 암과 같은 치명적인 질환으로 발전할 수도 있다. 이들은 세포 내 특정 유전자와 이 유전자가 발현하는 단백질 간의 상호작용을 통해 24시간 주기 생체리듬이 형성된다는 사실을 밝힌 것으로, 이는 생체시계 유전자가 작용하는 원리에 대한 기본모델로 수립돼 이후 진행된 모든 연구의 토대로 작용하고 있다.

3일 국내 의학계에 따르면 이들 수상자는 1980년대 초반부터 생체리듬의 분자생물학적 연구를 시행해 왔다. 주로 초파리의 주간-야간 활동성을 근거로 생체리듬을 측정했었으며 per(period), tim(timeless), clk(clock), cry (cryptochrome)등의 유전자들을 변형시켰을 때 생체주기가 길어지거나 짧아진다는 것을 발견했다. 이들은 시간생체학 학문을 획기적으로 발전시킨 이들로 꼽힌다.

정석훈 서울아산병원 정신건강의학과 교수는 “노벨상위원회에서 밝힌 ‘the discovery of a fundamental mechanism underlying very important aspects of physiology: how our cells can keep time’라는 문구는, 우리 몸의 세포가 생체시계를 어떤 식으로 조절하여 생체 내 현상들을 조절하는 지를 발견해 낸 중요한 연구라는 의미”라면서 “잠이 부족하고 생체리듬이 자주 깨지게 되는 현대사회에서 해외여행에 따른 시차적응이나 교대 근무와 같은 사회적 문제들을 우리가 앞으로 어떻게 해결할 수 있을지에 대한 중요한 정보들을 제공해 준다”고 말했다.

노지훈 서울아산병원 신경과 교수는 “이번 노벨 생리의학상을 수상한 연구자들은 세포핵 안에 있는 특정 유전자와 이 유전자가 발현시키는 단백질 간의 상호작용을 통해 일주기성 리듬이 형성된다는 것을 밝힌 바 있다”면서 “이런 일주기성 리듬은 모든 생명체에서 관찰되며 개체 안의 개별 장기 안에서도 일주기성 리듬이 이 관찰된다는 점이 후속 연구들에서 밝혀진 바 있다”고 설명했다.

이어 노 교수는 “불가피하게 이러한 일주기성 리듬이 손상되는 경우 수면 장애 이외에도 심혈관계 질환, 당뇨와 같은 대사성 질환, 치매와 같은 퇴행성 질환, 종양성 질환 등이 증가될 수 있다”며 “최근에는 수면의 양과 함께 일주기성 리듬의 변화가 알츠하이머병 등의 발생에도 영향을 미친다는 점도 확인된 바 있었고, 일주기성 리듬 조절을 통해 항암제 치료 효과를 극대화하는 연구를 포함해 약제가 가장 효과적으로 반응하는 시점을 파악해 치료에 적용하는 방법 등 다양한 임상 연구에도 일주기성 리듬이 활용되고 있다”고 말했다.