올해 노벨 생리의학상은 일본의 오스미 요시노리(大隅良典) 도쿄 공업대 명예교수에게 돌아갔다. 스웨덴 카롤린스카 의대 노벨위원회는 3일(현지시간) 오스미 교수를 2016년 노벨생리의학상 수상자로 선정했다고 발표했다.

생리의학상을 수상한 오스미 교수는 세포 내 손상된 소기관을 분해하는 역할을 하는 '오토파지(autophagy·자가소화)‘ 현상을 연구해왔다. 오토파지는 세포 스스로 불필요한 단백질을 정화해 오래 생존하는 과정으로 이 기전이 과다할 경우 암이나 신경난치병이 발생한다.

오스미 교수는 1980년대 현미경 관찰로 세포 내에서 오토파지 현상을 발견했으며 이후 연구를 통해 오토파지의 구조를 규명했다. 이로써 작년 오무라 사토시(大村智) 일본 기타사토(北里)대 특별영예교수에 이어 일본은 2년 연속 노벨생리의학상을 배출했다.

효모 통해 오토파지 메커니즘 규명 

일본은 2014년 물리학상을 지난해에는 생리의학상과 물리학상 수상자를 배출했다. 지금까지 일본의 노벨상 수상자는 물리학상 11명, 화학상 7명, 생리의학상 4명, 문학상 2명, 평화상 1명 등 총 25명이다.

오토파지(autophagy)는 '스스로를 먹는다'는 뜻으로, 암 등 불치병 치료방식으로 관심이 높아지고 있는 연구 분야다. 모든 세포는 영양 공급이 중단될 경우 살아남기 위해 스스로 살 수 있는 방법을 강구한다.

안에 있는 단백질 등을 분해한 후 아미노산으로 바꾸고 새로운 단백질을 만드는 재료와 에너지원으로 이용하게 된다. 이 과정을 통해 오래되고 필요 없는 단백질이 함께 분해되는데 이 과정을 통해 세포가 스스로 건강을 유지해나간다는 이론이다.

오스미 교수는 이론으로만 존재하던 '오토파지'의 메커니즘을 효모(yeast) 세포를 이용, 세계 최초로 관찰한 공로를 노벨 위원회로부터 인정받았다. 그의 연구가 주목을 받고 있는 것은 암 세포들이 오토파지를 통해 번성하기 때문이다.

많은 과학자들이 세포 내의 오토파지 과정을 줄이는 방법을 강구하면서 암을 퇴치하는 방법을 모색하고 있다. 미국 럿거스 암 연구소의 아이린 화이트(Eileen White) 박사는 “오토파지를 통제할 수 있으며 암 증식 역시 줄여나갈 수 있다”고 말했다.

그는 1972년 도쿄 대학 대학원을 수료한 후 미국 록펠러 대학에서 효모 연구 시작했다. 1988년에는 도쿄대 자신의 연구실에서 오토파지 현상을 현미경으로 직접 확인했다. 이후 본격적인 연구를 거듭, 지난 1993년 이를 제어하는 유전자를 발견했다.

이후 오토파지 현상에 관여하는 유사 유전자를 발견해왔으며, 유전자마다 다른 기능들을 분석하며 그동안 간과돼왔던 오터파지의 시체를 규명하고 있는 중이다. 오스미 교수의 노벨생리의학상 수상은 여러 모로 다양한 의미를 던져주고 있다.

독자연구로 노벨 생리의학상  단독 수상  

그동안 노벨생리의학상은 생리와 의학 분야에서 협력해온 여러 명의 과학자들이 수상해왔다. 그러나 오스미 교수 혼자 생리의학상을 수상함으로써 한 명이 생리와 의학 연구를 모두 수행할 수 있다는 점을 보여주었다.

그동안 일반에게 잘 알려져 있지 않았던 오토파지 기전을 세상에 알린 점도 중요한 업적으로 기록될 전망이다. 특히 암, 파킨슨 병 등 불치병 치료와 관련이 있다는 사실이 전해짐에 따라 관련 연구가 확산될 전망이다.

다음은 노벨 위원회에서 미디어를 담당하고 있는 아담 스미스(Adam Smith)와의 일문일답 내용.

스미스: 노벨생리의학상 수상을 축하한다.

오스미: 수상소식을 듣고 크게 놀랐다.

스미스: 수상 소식을 언제 들었나?

오스미: 노벨위원회 사무국장 토머스 펄먼(Thomas Perlmann)으로부터 전화를 받았다.

스미스: 소감을 말해달라.

오스미: 전화를 받았을 때 혼자 있었는데 정말 놀랐다. 어릴 때 노벨상을 꿈꾼 적이 있다. 이제 그 꿈이 현실이 됐다.

스미스: 노벨생리의학상은 보통 생리와 의학 분야에 기여한 두 사람 이상의 협력연구자들에게 수여됐다. 그러나 한 분에게 상이 주어진데 대해 크게 놀라고 있다. 생리·의학 분야에서 단독 연구가 가능하다고 보는가?

오스미: 오토파지를 연구하고 있는 과학자들이 매우 많이 있다. 다수의 연구자들에게 상이 주어질 줄 알았다. 나에게만 상이 주어진 데 대해 매우 놀라고 있다.

스미스: 오토파지는 매우 중요하면서 광범위한 연구가 필요한 분야다.

오스미: 정말 빨리 발전하고 있는 분야다. 최근 20년 동안 정말 놀라운 연구결과들이 계속 발표되고 있다. 내가 연구를 시작한지 27년이 됐다. 관련 연구보고서만 5000여 편에 달할 정도다.

스미스: 좋은 연구 분야를 선택했다.

오스미: 그렇게 생각한다. 운이 좋았다. 오토파지가 계속 연구할 수 있는 다양한 주제들을 제공하고 있다. 27년 전 연구를 시작할 때보다 지금 더 궁금한 것이 많다. 더 많은 사실들을 밝혀내야 할 것이다.

스미스: 실험 모델로서 효모가 매우 큰 역할을 하고 있는데.

오스미: 그렇다. 효모를 통해 오토파지의 중요한 기전들이 계속 보존되고 있다. 오토파지 연구를 통해 그동안 몰랐던 현상들이 발견될 것이다. 앞으로 그 연구를 계속해나갈 계획이다.