올해 노벨 화학상은 DNA(유전자) 복구 메커니즘을 연구해온 스웨덴, 미국, 터키 출신 3명의 생화학자에게 돌아갔다.
스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 7일 2015년 노벨화학상 수상자로 토마스 린달(77, Tomas Lindahl) 프랜시스크릭연구소 명예교수, 폴 모드리치(Paul Modrich, 69) 듀크대 의과대학 교수, 아지즈 산자르(Aziz Sancar, 69) 노스캐롤라이나대 교수 등 3명을 선정했다고 밝혔다.
토마스 린달 교수는 스웨덴, 폴 모드리치 교수는 미국인이고, 아지즈 산자르 교수는 터키 태생으로 현재 미국에서 활동하고 있다. 이들은 미국과 영국에서 손상된 유전자의 상처를 제거하고, 회복시키는 ‘DNA 수선(DNA repair)’ 메커니즘을 연구해왔다.

분자 차원의 DNA 연구로 암 치료에 기여

노벨위원회는 “이들 3명의 생화학자들이 손상된 DNA를 회복시키고, 유전자정보를 보호할 수 있는 방법을 연구해오면서 살아있는 세포에 관한 근본적인(fundamental) 지식을 제공했으며, 특히 새로운 암 치료법 개발의 길을 열었다”며 수상자 선정 이유를 밝혔다.
왕립과학원 클레즈 구스타프슨(Claes Gustafsson) 교수는 “이번 노벨화학상이 DNA 연구 전통을 계승하고 있다”고 말했다. 1962년 DNA 연구자에게 첫 번째 노벨상을 수여한 이후 중요한 연구업적을 남긴 과학자들에게 노벨상을 수여해왔다는 것.
DNA 연구를 통해 노벨상을 수상한 첫 번째 수상자는 제임스 왓슨(James Watson)과 프랜시스 크릭(Francis Crick)으로 1962년 또 다른 과학자 모리스 윌킨스(Maurice Wilkins, 물리학)와 함께 노벨 생리의학상을 수상했다.
유전 정보를 다음 세대로 전달하는 물질인 DNA의 구조가 이중나선형이라는 사실을 밝힌 이들은 DNA 연구에 있어 신기원을 이룩한 인물들이다. 당시 노벨위원회로부터 “생물학계의 가장 중요한 수수께끼를 풀었다”는 찬사를 들었다.
우리 몸 안의 DNA는 자외선, 활성산소, 기타 암을 유발하는 물질들로 인해 끊임없이 손상되고 있다. 설사 해로운 물질들이 없다 하더라도 DNA는 유전적으로 불안정한 상태에 있다. 자연스러운 과정을 통해 세포 유전자가 손상이 일어나고 있다.
더 심각한 것은 세포 분열이 일어나는 과정에서도 손상이 일어난다는 것이다. 사람 인체에서 하루 이런 일이 수백만 번 일어나고 있지만 다른 한 쪽에서는 분자 차원에서 이런 정보들을 인식해 손상된 DNA를 계속해 복구하고 있다.
그러나 이런 사실을 밝혀낸 것은 최근의 일이다. 노벨화학상을 수상한 3명의 과학자들은 분자 차원에서 DNA 손상을 복구시키는 다양한 기능들을 찾아내 도표화했으며, 생물학은 물론 의학 등 여러 분야에 응용이 가능하도록 했다.

최초 과학상 배출한 터키, 축제 분위기 

린달은 ‘염기 절제 복구(base excision repair)‘ 연구를 통해 1970년대 이후 DNA가 극도로 안정적인 분자라고 여겨오던 종래의 과학계 통념을 무너뜨렸다. 그는 DNA가 일정한 정도로 붕괴되며 그에 대한 지속적인 대응 반응이 일어난다는 사실을 발견했다.
산자르는 ‘뉴클리오타이드 절제 복구’(nucleotide excision repair)‘ 연구를 통해 세포가 자외선에 의해 입은 손상을 어떻게 복구하고 있는지 그 메커니즘을 밝혀냈다. 이 복구 방식은 염기·당·인산 등이 결합한 뉴클리오타이드 전체를 뜯어내 고쳐주는 방식이다.
선천적으로 이 복구 시스템에 손상이 있게 되면 자외선 노출시 피부암에 쉽게 걸리고, 돌연변이 유발 물질로 인해 손상이 발생했을 때에는 뉴클리오타이드 절제복구를 통해 치료가 가능하다는 사실을 밝힌 것도 그의 연구 성과다.
모드리치는 세포 분열 과정에서 DNA가 복제되고 있을 때 함께 발생하는 DNA 손상을 각각의 세포들이 어떻게 극복해내는지 입증해냈다. ‘부정합 복구’(mismatch repair)‘로 불리는 메커니즘인데 이 기능이 부족할 경우 대장암에 걸릴 수 있다는 사실을 밝혀냈다.
최초의 노벨과학상자를 배출한 터키는 흥분을 감추지 못하고 있다. 터키 언론들은 산자르 교수의 출생서부터 성장 과정, 최근 연구 실적 등을 게재하며, 노벨과학상 수상까지 그 흔적을 추적하고 있다.
터키 언론들과 미국 국립생물공학정보센터(NCBI) 등에 따르면 산자르 교수는 1946년 사부르의 작은 마을에서 8남매 중 일곱째로 태어났으며, 부모 모두 글을 읽을 줄 몰랐지만 교육이 중요하다며 온 힘을 다해 8자녀 모두 학교를 보낸 것으로 알려지고 있다.
노벨의학상 발표로 올해 과학 분야 노벨상 발표는 끝을 맺었다. ‘뉴욕타임즈’는 이번 노벨 과학상 수상자 발표와 관련, 수상 국가들이 글로벌화하고 있다고 평했다. 지난 세기 미국과 유럽에서 노벨상을 휩쓸었던 것과는 달리 중국, 터키 등 새로운 국가들이 탄생하고 있다는 것.
이는 최근의 과학 연구가 특정 국가 중심에서 제 3세계로 확대하고 있음을 보여주고 있다고 전했다. 한편 과학 분야 노벨상 수상자를 한명도 배출하지 못한 한국은 중국, 터키 등 이웃나라의 축하 분위기를 씁쓸하게 바라보고 있다.