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1989년도 노벨 생리학·의학상은 암에 관한 기본적 발견을 한 업적으로 캘리포니아대학(샌프란시스코)의 마이클 비숍과 해럴드 바머스에게 갔다. 그 발견이 어떻게 이루어졌는가 하는 이야기는 75년 전에 시작된다.
1911년 미국 의사 프랜시스 페이튼 라우스는 한 닭에서 다른 닭으로 암을 옮길 수 있다고 보고했다. 닭이 '육종'(肉睡)이라 불리는 종양을 가졌으면 그는 육종을 짓이겨 고은 여과지를 통과시켜 살아 있는 세포가 없는 맑은 액체를 만들 수 있었다. 건강한 닭에 그 액체를 조금 주사하면 닭은 육종에 걸렸다.

그 액체가 바이러스를 포함하고 있음에 틀림없는 듯 했는데 그것은 아주 작아서 여과지를 통과할 수 있는 전염중개물이었다.
이 특별한 바이러스는 '라우스닭육종바이러스'라 불렸고 이 발견은 적어도 어떤 암은 바이러스병임을 뜻했다.
다른 과학자들은 회의적이었으나 해가 감에 따라 주사에 의해 동물의 암을 만든 추가 사례들이 나왔다. 발견 후 55년 되는 1966년에 당시 87살이었고 아직도 활동하고 있던 라우스는 그 공로로 노벨상을 받았다.

바이러스는 핵산을 포함하고 있다는 것이 알려졌다. 모든 생물세포도 그렇다. 사람이든 닭이든 세포 속 핵산의 중요한 종류는 DNA라고 불린다. DNA는 RNA라 불리는 또 다른 종류의 핵산을 만들며 RNA는 세포 속의 모든 다양한 단백질분자의 생산을 지휘한다. 세포와 세포로 된 생물이 그토록 경이롭게 일하도록 하는 것은 매우 다양한 단백질분자다.

그것이 생화학의 중심교의다. 곧 유전정보는 DNA에서 RNA로 단백질로 전달된다. 그러나 종양바이러스는 RNA를 포함한다. 그것이 암을 일으킬 때는 암으로 끝나는 일련의 변화를 시작하도록 세포의 DNA를 변형함으로써 그렇게 해야 한다. 이 경우에는 유전정보가 RNA에서 DNA로 옮아가므로 종양바이러스는 '레트로바이러스'라고 한다(접두사 “retro"는 라틴말로 '역행'이라는 뜻).

1970년대 초에 과학자들의 일반적인 믿음은 어쩌다가 세포(인간 또는 다른)가 이 레트로바이러스를 외부에서 얻는다는 것이었다. 레트로바이러스는 세포 안에서 똑딱거리는 시한폭탄처럼 잠시 아무 것도 안하며 조용히 남아 있다. 그 다음에는 조만간 방사선이든지, 화학의약품이든지 다른 것이든지 어떤 효과가 레트로바이러스를 활성화해서 세포를 암으로 가는 길에 놓는다.

그러나 몇몇 과학자들은 다르게 생각했다. 그들은 암이 외부 바이러스에 의존하지 않고 세포 자체의 정상작용에서 형성된다고 믿었다. 세포 안에는 그 자체가 똑딱거리는 시한폭탄인 정상유전자가 있다. 방사선, 화학약품, 그밖의 것에 의해 영향을 받을 수 있고 그 결과 약간 변해서 암에 이르는 변화를 시작하는 비정상유전자가 되는 것은 이 정상유전자다. 비정상적인발암유전자가 '옹코진'이다(“onco"는 그리스 말로 '종양'를 뜻한다). 옹코진이 되는 정상유전자는 '프로토 옹코진'이다(“proto"는 그리스 말로 '첫째'를 뜻한다).

1976년에 비숍과 바머스는 이 옹코진 개념이 옳다는 것을 증명하는 듯이 보이는 첫번째 중요한 실험을 발표했다.
프로토옹코진은 세포의 수와 상이한 종류를 배가하는 세포의 성장과 분화라는 정상과정을 조절하는 것을 도왔다. 이 정상과정은 몸이 충분한 세포를 가질 때 멈추게 된다. 그러나 정상유전자가 옹코진으로 변할 때는 정지를 요구할 수 있는 능력을 잃는다. 이상세포는 끝없이 자라 정상조직을 공격하고 몸을 파괴하며 일반적으로 치명적인 암을 만든다.

1976년 이래 이 견해를 뒷받침하는 더 많은 증거가 쏟아졌다. 레트로바이러스는 또한 옹코진의 산물이며 몸 안에서도 만들어질 수 있고 외부에서 올 필요가 없다는 것이 밝혀졌다. 이 발견의 결과로 비숍과 바머스는 이제 그들의 결정적 실험이 있은지 13년만에 노벨상을 받게 된 것이다.

아마도 암의 기원에 관한 우리의 지식을 날카롭게 했으니까 과학자들은 프로토옹코진을 획인하고 그로부터 옹코진을 만드는 변화가 어떻게 일어나는가를 주의깊게 연구해 볼 수 있을 것이다. 희망은 적당한 치료가 옹코진 형성을 막거나 적어도 기회를 줄이고 일단 만들어지면 이런 유전자의 효과를 경감하거나 역전시키는 것이다.

그러나 왜 어느 때든지 암을 진행시킬 수 있는 정상유전자가 존재해야 되는가? 한가지는 생명이 35억년 동안 있었지만 많은 세포로 이루어진 생물이 생긴 것은 8억년 밖에 안된다는 것이다. 아마도 진화가 많은 세포의 결합을 일으키고 관리하는 체계를 아직 완성하지 못했고 암은 이 과정의 머뭇거리는 불완전을 대표하는 것이리라.
비숍과 바머스가 상을 받은 연구는 우리의 지식을 응용함으로써 이 불완전을 극복할 수 있는 날에 우리를 더 가깝게 가게 했는지 모른다.

The l989 Nobel Prize in Physiology or Medicine went to J. Michael Bishop and Harold Varmus of the University of California San Francisco for a fundamental discovery in connection with cancer. The story of how that discovery came about starts three-quarters of a century ago.

In 1911, an American physician, Francis Peyton Rous, reported that he could transfer cancer from one chicken to another. If a chicken had a tumor called a “sarcoma," he could mash up that sarcoma and pass it through a fine filter that would produce a c1ear liquid with no living cells in it. If he injected some of that liquid into a healthy chicken, that chicken would develop a sarcoma.

It seemed the liquid must contain a virus, an infectious agent so small that it could pass through the filter. This particular virus was called the “Rous chicken sarcoma virus," and the discovery implied that at least some cancers were virus diseases.
Other scientists were skeptical but as the years passed there were additional cases of the production of cancer in animals by injection, and in 1966, 55 years after the discovery, Rous (then 87 years old and still working) received a Nobel Prize for it.

It was known that viruses contained nucleic acid. So do all living cells. The important variety of nucleic acid in cells-whether human or chicken-is called DNA. DNA(deoxyribonucleic acid) forms another kind of nucleic acid called RNA(ribonucleic acid) and RNA supervises the production of all the various protein molecules in cells. It is the protein molecules, in great variety, that keep cells, and organisms made up of cells, working so marvelously. That is the central dogma of biochemistry: Genetic information passes from DNA to RNA to proteins.

The tumor viruses, however, contain RNA. When they produce cancer they must do so by modifying the DNA of the cells in such a way as to start a chain of changes that end with cancer. Because, in this case, genetic information passes from RNA to DNA, the tumor viruses are called “retroviruses," the prefix “retro" being Latin for “backward."

Up through the early 1970s, the general belief among scientists was that somehow cells (human and otherwise) picked up these retroviruses from outside. The retroviruses remained quietly in the cells, doing nothing for a while, like ticking time bombs. Then, sooner or later, some effect, whether radiation, chemicals, or something else, would activate them and they would set the cell on the path to cancer.

A few scientists, however, thought, differently. They believed that cancer did not depend on outside viruses, but was built into the normal workings of the cell itself. There were certain normal genes in the cell that were themselves ticking time bombs. It was these normal genes that could be affected by radiation, chemicals, or something else, and that would, as a result, change slightly and become abnormal genes that initiated the changes that led to cancer. The abnormal cancer-producing gene was an “oncogene" (“once" coming from a Greek word for "tumor"). The normal gene that would become the oncogene was a “proto-oncogene" (“proto" coming from a Greek word for “first").

In 1976, Bishop and Varmus announced the first important experiments that seemed to demonstrate that this oncogene notion was correct. The proto-oncogenes helped control normal processes of cell growth and differentiation, multiplying the number and different kinds of cells. These normal processes come to a halt when the body has enough cells. When the normal genes are changed into oncogenes, however, they lose the ability to call a halt. Abnormal cells grow without limit, invading normal tissues, disorganizing the body, and, in general, producing a fatal cancer.

Since 1976, further evidence has flooded in backing up the view. It turns out that retroviruses are also the (ital) products (unital) of the oncogenes, and may also be formed within the body and need not come from outside. As a result of this discovery, Bishop and Varmus have now, 13 years after their crucial experiments, received the Nobel Prize.

Presumably having sharpened our knowledge as to the origin of cancer, scientists might labor to identify the proto-oncogenes, to study carefully how the changes that form oncogenes out of them come about. The hope would be that appropriate treatment might prevent or, at least, diminish the chances of öncogene-formation, or to ameliorate (or even reverse) the effects of such genes once they have been formed.

But why should normal genes exist that can, at any time, undergo cancer? For one thing, life has existed for about 3.5 billion years . but it is only about 8 billion years ago that organisms made up of many cells formed. Perhaps evolution has not yet perfected the system of producing and managing a combination of many cells, and cancer represents a lingering imperfection of the process.

The research for which Bishop and Varmus won the prize may have moved us closer to the day when through the application of our knowledge we are able to overcome this imperfection.
(c) 1989, Los Angeles Times Syndicate.