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‘만물의 영장’인 인간은 30~300nm(나노미터, 1nm=10-9m) 크기의 바이러스를 이길 수 없을까. 지금까지 전 세계에서 에이즈에 감염돼 목숨을 잃은 사람은 약 2500만 명에 이른다. 현재 전 세계 에이즈 감염자 수는 약 3500만 명. 매년 약 200만 명이 에이즈로 사망하며 에이즈 환자는 매년 250만 명씩 늘어난다. 자궁경부암에 걸려 사망하는 사람도 적지 않다. 매년 약 50만 명의 여성들이 자궁경부암에 걸리며 이중 절반이 넘는 사람들이 사망한다.
올해 노벨 생리의학상은 이런 바이러스를 물리치는데 앞장 선 과학자들에게 돌아갔다. 스웨덴 카롤린스카 연구소 노벨상선정위원회는 지난 10월 6일 노벨 생리의학상 수상자로 프랑스 *파스퇴르연구소의 프랑수아즈 바레시누시 박사와 뤼크 몽타니에 박사, 독일 암연구소의 하랄트 추어하우젠 박사 3명을 공동 선정했다. 바레시누시 박사와 몽타니에 박사는 후천성면역결핍증(AIDS·에이즈)을 일으키는 인체면역결핍바이러스(HIV)를 발견한 공로를 인정받았고 추어하우젠 박사는 자궁경부암을 일으키는 인유두종바이러스(HPV)를 밝힌 공로를 높이 평가받았다.
전 세계를 공포에 몰아넣은 괴질
에이즈는 1981년 처음 발견됐다. 당시 에이즈는 동성연애자나 정맥주사를 사용하는 약물남용자들에게 면역결핍증을 일으키는 ‘괴질’로 알려졌다. 환자들은 면역 결핍증상을 보이며 폐렴이나 결핵 등 세균에 감염돼 사망했다. 면역결핍으로 생긴 *기회감염이 사망의 원인이었다. 순식간에 전 세계는 이 알 수 없는 질병으로 공포에 빠졌다.
미국 질병관리본부(CDC)는 확산 속도가 빠르고 병세도 단기간에 악화되는 괴질의 정체를 파악하기 위해 역학조사를 시작했다. 그 결과 감염된 환자들의 몸에서 세포성 면역(몸 안에 들어온 항원을 식균작용으로 제거하는 면역 방식)을 담당하는 T-림프구 세포수가 크게 줄었다는 사실을 알아냈다. 결국 환자들은 병에 대한 면역력이 약화돼 죽는 것이었다. 질병관리본부는 이런 병리적 특징을 반영해 괴질에 ‘후천성면역결핍증(AIDS)’이라는 이름을 붙였다.
초기 역학조사에서 동성연애자 같은 특정 위험군 환자 사이에서 괴질이 전염될 뿐 아니라 수혈이나 정맥주사 같은 혈액제제를 통해서도 괴질이 전염된다는 사실이 알려지며 바이러스 학자들은 괴질을 일으키는 바이러스를 찾기 시작했다.
이 괴질의 정체를 밝힌 주인공이 바로 파스퇴르연구소의 바레시누시 박사와 몽타니에 박사였다. 두 박사는 괴질에 걸린 환자들에게서 초기에 공통으로 나타나는 림프절의 이상 증대 증상에 주목했다. 림프절은 포유류가 가진 면역기관 중 하나로 외막에는 체액성 면역을 담당하는 B-림프구가 있고 내막에는 세포성 면역을 담당하는 T-림프구가 있다.
두 박사의 공동 연구팀은 환자의 림프절에서 분리한 림프구 세포를 배양했다. 그 결과 놀랍게도 연구팀은 배양세포에서 *역전사효소활성을 측정할 수 있었다. 역전사효소활성은 레트로바이러스에 감염된 세포에서만 관찰되는 현상이다. 이 결과는 면역결핍 환자의 림프구 세포가 레트로바이러스에 감염됐다는 결정적인 증거였다.
배양 조직을 전자현미경으로 관찰하던 연구팀은 기존에 알려진 레트로바이러스와 형태가 비슷한 바이러스 입자를 발견했다. 레트로바이러스의 한 종류로 림프구를 파괴해 면역결핍 증상을 일으키는 HIV를 발견하는 순간이었다. 이 연구결과는 1983년 3월 ‘사이언스’에 발표됐다.
HIV 바이러스 발견자는 누구?
최초의 HIV 바이러스 발견자에 대한 논란은 최근까지도 계속 됐다. 미국국립보건원(NIH)의 로버트 갤로 박사가 HIV 발견을 위한 토대를 마련했기 때문이다. 갤로 박사는 사람을 감염시키는 레트로바이러스인 HTLV-I과 HTLV-II를 1979년과 1980년에 각각 발견했다. 갤로 박사의 연구가 있기 전까지 모든 과학자들은 사람이 레트로바이러스에 감염되지 않는다고 믿었다. 바레시누시 박사와 몽타니에 박사의 연구결과가 발표되고 1년 뒤인 1984년 5월 갤로 박사도 에이즈 환자의 림프구에서 HIV를 발견했다. 그 뒤 갤로 박사는 HIV 유전자를 복제해 HIV가 에이즈의 원인 바이러스임을 규명했을 뿐 아니라 HIV 진단시약을 개발했다.
노벨상선정위원회는 HIV 바이러스 최초 발견자로 바레시누시 박사와 몽타니에 박사의 손을 들어줬다. HIV를 처음 발견한 두 박사의 공로를 인정한 셈이다. 하지만 HTLV-1 같은 레트로바이러스에 인간이 감염된다는 사실을 밝힌 갤로 박사의 선행 연구가 없었다면 아마도 바레시누시 박사와 몽타니에 박사도 HIV를 발견하기 쉽지 않았을지 모른다. 몽타니에 박사는 ‘사이언스’와의 인터뷰에서 “이번 노벨상 수상에서 갤로 박사가 빠져 매우 안타깝다”고 말했다.
이런 논란에도 불구하고 괴질로 알려졌던 에이즈를 일으키는 병원체를 단기간에 밝힌 것은 과학계 쾌거다. 처음 발견된 특정 질환의 원인을 불과 2년 만에 명확하게 규명한 사례는 과학사에 없다. 에이즈 확산을 막으려면 예방백신이 필요하지만 아직까지 에이즈 백신은 개발되지 않았다. 다행히 많은 제약사들이 HIV 연구에 집중 투자한 결과 HIV의 증식을 억제할 수 있는 항바이러스제가 현재 약 20여종 개발됐다. 바레시누시 박사와 몽타니에 박사가 HIV를 발견하지 못했다면 항바이러스제도 개발할 수 없었을 것이다.
현재 에이즈는 어느 바이러스 질환보다 항바이러스제가 많이 개발됐다. HIV 항바이러스제 중 3가지 종류를 함께 투여하는 칵테일 요법을 이용하면 에이즈의 진행을 막을 수 있다. 이제 바이러스를 연구하는 연구자들에게 남은 과제는 에이즈를 완전히 치료하는 백신을 개발하는 일이다. 몇 년 뒤 노벨 생리의학상은 아마 에이즈 백신을 개발한 사람의 몫이 될 것이다.
사마귀에서 찾아낸 자궁경부암의 비밀
에이즈를 일으키는 HIV와 비교했을 때 인유두종바이러스(HPV)는 이름이 생소하다. 바이러스를 잘 모르는 일반인이라면 더 낯설게 느껴질 수 있다.
하지만 HPV는 어렸을 때 누구나 한번쯤 감염되는 친숙한 바이러스다. 사마귀를 일으키는 장본인이 바로 HPV이기 때문이다. 그런데 사마귀를 일으키는 이 바이러스가 여성들에게는 자궁경부암을 일으킨다. 자궁경부암은 유방암에 이어 두 번째로 많이 발생하는 암이다.
추어하우젠 박사는 자궁경부암의 원인인 인유두종바이러스를 발견해 1983년 미국립과학원회보(PNAS)에 발표했다. 오랫동안 연구자들은 헤르페스바이러스가 자궁경부암을 일으킨다고 믿어왔다. 자궁경부암 조직에서 헤르페스바이러스의 DNA가 발견된다는 연구 결과가 있었기 때문이다.
자궁경부암 조직을 관찰하던 추어하우젠 박사는 헤르페스바이러스 DNA를 찾을 수 없다는 사실을 이상하게 여겼다. 수십 번 실험을 반복했지만 헤르페스바이러스 DNA를 찾는데 실패한 그는 자궁경부암을 일으키는 다른 바이러스가 있다고 생각했다.
HPV가 일종의 종양 바이러스이고 흔히 성기에 사마귀를 일으킨다는 사실에 주목한 추어하우젠 박사는 자궁경부암과 관련성을 찾기 시작했다. 추어하우젠 박사는 종양(암)을 일으키는 바이러스의 DNA가 종양세포의 염색체에 삽입된 형태로 존재할 것이라는 가설을 세운 뒤 자궁경부암 조직에서 염색체에 삽입된 형태의 HPV를 찾기 시작했다.
HPV의 DNA는 플라스미드 형태로 증식하기 때문에 염색체에 삽입된 형태로 존재할 것이라는 가설은 당시에는 코페르니쿠스적 발상의 전환이었다.
추어하우젠 박사는 자궁경부암을 일으키는 바이러스를 찾기 위해 발바닥에 생기는 사마귀에서 추출한 HPV의 DNA 한 가닥을 탐침으로 사용했다. DNA는 염기사이에 상보적 결합을 한다. 이 원리를 이용하면 탐침으로 사용한 DNA와 짝을 이루는 DNA를 찾을 수 있다.
하지만 성기에 생긴 사마귀와 자궁경부암 조직에서 HPV의 DNA를 좀처럼 찾아낼 수 없었다. 추어하우젠 박사는 사마귀에서 추출한 HPV의 DNA가 염기서열이 다른 다양한 유전형이 존재한다는 사실을 알아냈다. 그는 여러 시료의 사마귀에서 추출한 HPV의 DNA 중에는 자궁경부암을 일으키는 HPV와 상동성이 높은 것이 존재할 것이라고 생각했다.
여러 가지 다른 유전자형의 HPV의 DNA를 탐침으로 사용해 실험한 결과 성기 사마귀에서 탐침으로 사용한 DNA와 결합하는 HPV를 발견했다. 추어하우젠 박사는 성기 사마귀의 HPV를 다시 탐침으로 사용해 자궁경부암에서도 HPV를 발견하는데 성공했다. 20여 년에 걸친 노력의 결과였다.
또한 그는 HPV의 종양유전자가 자궁경부암 세포의 염색체에 삽입돼 기생한다는 사실도 밝혔다. 이로써 자궁경부암 백신이 개발돼 HPV의 감염 및 자궁경부암 발생을 막을 수 있게 됐다. 추어하우젠 박사의 연구가 자궁경부암을 예방하는 백신을 개발하는데 초석을 마련한 셈이다. 이번 노벨상 수상은 추어하우젠 박사의 그간 노력을 높이 평가한 것이다.
이런 측면에서 HIV와 HPV를 발견한 세 명의 학자들이 인류의 공중보건과 복지 향상에 기여한 공로는 매우 크다. 이번 노벨 생리의학상 수상을 계기로 감염성 질환의 연구가 인류복지에 얼마나 중요한지 다시 한 번 생각해보는 기회가 되길 바란다.
기회감염*
면역기능이 약화된 면역결핍증 환자에게 발생하는 감염질환을 말한다. 경제학 용어인 기회비용에서 유래된 용어다.
파스퇴르연구소*
파스퇴르연구소는 미생물을 처음 발견한 루이스 파스퇴르(1922~1995)를 기념하기 위해 파스퇴르 사후에 그의 연구실이 위치한 파리 중심가에 1886년에 세워진 세계 최고 권위의 전염병학 연구소다.
역전사효소활성*
역전사효소활성은 레트로바이러스만이 갖는 특징이다. 역전사효소는 RNA를 주형으로 DNA를 합성한다. 일반적으로 DNA에 암호화된 유전 정보가 RNA로 복사되는 과정을 ‘전사’(transcription)라고 하는데 이와 반대 과정을 일으키기 때문에 역전사라고 부른다.
류왕식 교수 >;
서울대를 졸업한 뒤 미국 위스콘신대에서 분자바이러스학으로 박사학위를 받았다. 미국 폭스 체이스 암 센터에서 박사후연구원으로 있으면서 간염바이러스를 연구했다. 1992년 LG생명과학에서 책임연구원으로 근무했고 1996년 연세대에 부임했다. 최근에는 B형 간염바이러스의 게놈 복제 메커니즘을 연구한다.
시사기획 | 이그 노벨상
코카 콜라가 정자 죽인다?
2008 이그노벨상 10개 부문 발표
코라콜라가 피임에 효과가 있다. 고양이 벼룩보다 개털에 붙은 벼룩이 더 높이 뛴다. 가짜 약도 비쌀수록 효과 좋다.
올해도 어김없이 ‘이그(Ig)노벨상’을 수상한 괴짜 연구들이 발표됐다. 지난 10월 2일 미국 과학잡지인 ‘기발한 연구연보’(Annals of Improbable Research)는 물리학, 화학, 생물학, 의학 등 10개 분야에서 올해의 이그노벨상 수상작을 발표했다. 연구 내용에 웃음부터 터지지만 곧이어 진지한 고민거리를 던져주는 것이 이그노벨상의 매력이라면 매력이다.
다이어트콜라, 1분 만에 정자 100% 죽여
올해 가장 눈길을 끈 연구는 이그노벨 화학상이다. 미국 보스턴대 의대 데버러 앤더슨 교수팀은 코라콜라, 특히 다이어트 콜라가 정자 수를 줄여 임신을 어렵게 만든다는 사실을 밝혀 의학전문지 ‘뉴잉글랜드저널오브메디신’에 발표했다.
앤더슨 교수는 1980년대 초 연구 아이디어를 처음 얻었다. 당시 그는 푸에르토리코에서 가톨릭교회가 운영하는 여고 출신 제자인 샤리 움삐에르(그녀도 수상자 중 한명이다)에게 그곳에서 어떤 피임법을 사용하는지 물었고, 움삐에르가 “코라콜라를 마신다”고 대답한 것. 사실 1950년대와 1960년대 코라콜라의 탄산이 정자를 죽여 피임에 효과가 있다는 얘기가 미국 내에서는 공공연히 나돌았다.
앤더슨 교수는 움삐에르를 비롯해 동료인 조 힐 교수와 함께 4종류의 코카콜라에 정자를 섞은 뒤 변화를 관찰했다. 1분 뒤 다이어트 콜라에 넣은 정자는 모두 죽었고, 당시 막 출시된 뉴코카콜라에서는 41%가 살아남았다.
한편 같은 주제로 연구했지만 ‘코카콜라에 피임 효과가 없다’는 상반된 연구결과를 발표한 대만 타이베이대 연구진도 화학분야 공동 수상자로 선정됐다. 미국 하버드대 샌더스극장에서 열린 이그노벨상 시상식에 참석한 과학자들은 코카콜라를 마시며 이들의 수상을 축하(?)했다.
이그노벨 의학상은 미국 듀크대에서 행동경제학을 연구하는 댄 아릴리 교수에게 돌아갔다. 아릴리 교수는 MIT 재직 시절 두 그룹의 지원자들에게 진통제라며 동일한 플라시보(가짜 약)를 준 뒤 한 그룹에게는 진통제 한 알이 2.5달러라고 말하고 나머지 그룹에는 10센트라고 말했다.
그러자 비싼 진통제를 먹었다고 생각한 그룹에서 진정 효과가 크게 나타났다. 환자들은 비싼 가짜 약이 싼 가짜 약보다 효능이 더 좋다고 생각한다는 사실을 임상실험으로 확인한 셈이다.
미국 뉴멕시코대 심리학과 제프리 밀러 교수팀은 가임 절정기 여성은 남성에게 더 매력적으로 보이기 때문에 이 기간의 스트립댄서가 돈을 더 많이 번다는 연구로 이그노벨 경제학상을 거머쥐었다.
밀러 교수는 스트립댄서 18명을 대상으로 생리 주기와 수입의 관계를 분석한 결과 가임 절정기의 스트립댄서 수입이 그렇지 않은 기간에 비해 최대 60% 증가한다는 사실을 밝혔다.
이 밖에 브라질 상파울로대 아스톨포 아라우조 교수팀은 아르마딜로처럼 굴을 파서 생활하는 동물이 고대 유물을 훼손한다는 연구로 고고학상을, 프랑스 툴루즈 국립수의대 연구진은 개벼룩이 평균 30cm를 뛰어 고양이 벼룩(20cm)보다 약 10cm 더 높이 뛴다는 사실을 규명해 생물학상을 받았다. 옥스퍼드대 심리학과 찰스 스펜스 교수는 ‘바삭’하고 씹히는 소리가 더 좋은 감자칩이 더 맛있다는 연구 이론을 발표해 영양학상을 수상했다.
한편 노벨평화상은 식물에도 존엄성이 있다는 원리를 채택한 스위스 비(非)인류 생명공학윤리위원회에 돌아갔다.
2008 이그노벨상 수상자와 업적(10개 부문)
물리학 >; 도리안 레이머(미국 스크립스 해양연구소), 더글라스 스미스(미국 샌디에이고 소재 캘리포니아대) ‘머리카락과 실이 복잡하게 얽혀 매듭이 되는 이유’(미국국립과학원회보)
화학(공동 수상) >; 샤리 움삐에르(푸에르토리코대), 조셉 힐(미국 뉴잉글랜드 불임센터), 데버러 앤더슨(미국 보스턴대 의대) ‘코카콜라의 피임 효과에 관한 연구’(뉴잉글랜드저널오브메디신)
추앙예 홍, C. C, 쉬엔, P. 우, B. N. 취앙(타이완 타이베이의대) ‘코라콜라와 펩시콜라의 살정 효과’(인간독성학저널, 현재는 인간과 실험 독성학)
영양학 >; 마시밀라노 자피니(이탈리아 트렌토대), 찰스 스펜스(영국 옥스퍼드대) ‘듣기 좋은 과자 씹는 소리가 과자를 더 맛있다고 믿게 만드는 심리학 연구’(감각연구저널)
생물학 >; 마리크리스틴 카디에르게, 크리스텔 주베르, 미셸 프랑(프랑스 툴루즈 국립수의대) ‘개에 기생하는 벼룩이 고양이에 기생하는 벼룩보다 더 높이 뛰는 이유’(동물기생충학)
의학 >; 댄 아릴리(미국 듀크대), 레베카 와버(미국 MIT), 바바 쉬프(미국 스탠퍼드대), 지프 카몬(싱가포르 INSEAD) ‘비싼 가짜 약이 싼 가짜 약보다 효능이 더 좋다’(미국의학협회저널)
인지과학 >; 토시유키 나카가키(일본 호카이도대), 히로야수 야마다(일본 나고야대), 리오 고바야시(일본 히로시마대), 아추시 테로(일본 과학진흥사업단), 아키오 이쉬구로(일본 토호쿠대), 아고타 토스(헝가리 세게드대) ‘퍼즐 푸는 점균(粘菌)류 발견’(네이처)
평화 >; 스위스 비(非)인류 생명공학윤리위원회, 스위스 시민.
‘식물의 존엄성 인정 법안 통과’
고고학 >; 아스톨포 멜로 아라우조, 호세 카를로스 마르셀리노(브라질 상파울로대) ‘아르마딜로의 활동으로 뒤범벅되는 고대 유물 연구’(지리고고학)
경제학 >; 제프리 밀러, 조슈아 타이버, 브렌트 조단(미국 뉴멕시코대) ‘스트립댄서의 생리 주기와 수입 간의 관계’(인간행동진화)
문학 >; 데이비드 심스(영국 카스비즈니스스쿨)
‘조직 안에서 내뱉는 모욕적인 화술에 대한 탐구’(조직연구)
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해파리가 안겨준 형광빛 메달
바이러스 질환에서 인류를 구하다
올해 노벨 생리의학상은 이런 바이러스를 물리치는데 앞장 선 과학자들에게 돌아갔다. 스웨덴 카롤린스카 연구소 노벨상선정위원회는 지난 10월 6일 노벨 생리의학상 수상자로 프랑스 *파스퇴르연구소의 프랑수아즈 바레시누시 박사와 뤼크 몽타니에 박사, 독일 암연구소의 하랄트 추어하우젠 박사 3명을 공동 선정했다. 바레시누시 박사와 몽타니에 박사는 후천성면역결핍증(AIDS·에이즈)을 일으키는 인체면역결핍바이러스(HIV)를 발견한 공로를 인정받았고 추어하우젠 박사는 자궁경부암을 일으키는 인유두종바이러스(HPV)를 밝힌 공로를 높이 평가받았다.
전 세계를 공포에 몰아넣은 괴질
에이즈는 1981년 처음 발견됐다. 당시 에이즈는 동성연애자나 정맥주사를 사용하는 약물남용자들에게 면역결핍증을 일으키는 ‘괴질’로 알려졌다. 환자들은 면역 결핍증상을 보이며 폐렴이나 결핵 등 세균에 감염돼 사망했다. 면역결핍으로 생긴 *기회감염이 사망의 원인이었다. 순식간에 전 세계는 이 알 수 없는 질병으로 공포에 빠졌다.미국 질병관리본부(CDC)는 확산 속도가 빠르고 병세도 단기간에 악화되는 괴질의 정체를 파악하기 위해 역학조사를 시작했다. 그 결과 감염된 환자들의 몸에서 세포성 면역(몸 안에 들어온 항원을 식균작용으로 제거하는 면역 방식)을 담당하는 T-림프구 세포수가 크게 줄었다는 사실을 알아냈다. 결국 환자들은 병에 대한 면역력이 약화돼 죽는 것이었다. 질병관리본부는 이런 병리적 특징을 반영해 괴질에 ‘후천성면역결핍증(AIDS)’이라는 이름을 붙였다.
초기 역학조사에서 동성연애자 같은 특정 위험군 환자 사이에서 괴질이 전염될 뿐 아니라 수혈이나 정맥주사 같은 혈액제제를 통해서도 괴질이 전염된다는 사실이 알려지며 바이러스 학자들은 괴질을 일으키는 바이러스를 찾기 시작했다.
이 괴질의 정체를 밝힌 주인공이 바로 파스퇴르연구소의 바레시누시 박사와 몽타니에 박사였다. 두 박사는 괴질에 걸린 환자들에게서 초기에 공통으로 나타나는 림프절의 이상 증대 증상에 주목했다. 림프절은 포유류가 가진 면역기관 중 하나로 외막에는 체액성 면역을 담당하는 B-림프구가 있고 내막에는 세포성 면역을 담당하는 T-림프구가 있다.
두 박사의 공동 연구팀은 환자의 림프절에서 분리한 림프구 세포를 배양했다. 그 결과 놀랍게도 연구팀은 배양세포에서 *역전사효소활성을 측정할 수 있었다. 역전사효소활성은 레트로바이러스에 감염된 세포에서만 관찰되는 현상이다. 이 결과는 면역결핍 환자의 림프구 세포가 레트로바이러스에 감염됐다는 결정적인 증거였다.
배양 조직을 전자현미경으로 관찰하던 연구팀은 기존에 알려진 레트로바이러스와 형태가 비슷한 바이러스 입자를 발견했다. 레트로바이러스의 한 종류로 림프구를 파괴해 면역결핍 증상을 일으키는 HIV를 발견하는 순간이었다. 이 연구결과는 1983년 3월 ‘사이언스’에 발표됐다.
HIV 바이러스 발견자는 누구?
최초의 HIV 바이러스 발견자에 대한 논란은 최근까지도 계속 됐다. 미국국립보건원(NIH)의 로버트 갤로 박사가 HIV 발견을 위한 토대를 마련했기 때문이다. 갤로 박사는 사람을 감염시키는 레트로바이러스인 HTLV-I과 HTLV-II를 1979년과 1980년에 각각 발견했다. 갤로 박사의 연구가 있기 전까지 모든 과학자들은 사람이 레트로바이러스에 감염되지 않는다고 믿었다. 바레시누시 박사와 몽타니에 박사의 연구결과가 발표되고 1년 뒤인 1984년 5월 갤로 박사도 에이즈 환자의 림프구에서 HIV를 발견했다. 그 뒤 갤로 박사는 HIV 유전자를 복제해 HIV가 에이즈의 원인 바이러스임을 규명했을 뿐 아니라 HIV 진단시약을 개발했다.노벨상선정위원회는 HIV 바이러스 최초 발견자로 바레시누시 박사와 몽타니에 박사의 손을 들어줬다. HIV를 처음 발견한 두 박사의 공로를 인정한 셈이다. 하지만 HTLV-1 같은 레트로바이러스에 인간이 감염된다는 사실을 밝힌 갤로 박사의 선행 연구가 없었다면 아마도 바레시누시 박사와 몽타니에 박사도 HIV를 발견하기 쉽지 않았을지 모른다. 몽타니에 박사는 ‘사이언스’와의 인터뷰에서 “이번 노벨상 수상에서 갤로 박사가 빠져 매우 안타깝다”고 말했다.
이런 논란에도 불구하고 괴질로 알려졌던 에이즈를 일으키는 병원체를 단기간에 밝힌 것은 과학계 쾌거다. 처음 발견된 특정 질환의 원인을 불과 2년 만에 명확하게 규명한 사례는 과학사에 없다. 에이즈 확산을 막으려면 예방백신이 필요하지만 아직까지 에이즈 백신은 개발되지 않았다. 다행히 많은 제약사들이 HIV 연구에 집중 투자한 결과 HIV의 증식을 억제할 수 있는 항바이러스제가 현재 약 20여종 개발됐다. 바레시누시 박사와 몽타니에 박사가 HIV를 발견하지 못했다면 항바이러스제도 개발할 수 없었을 것이다.현재 에이즈는 어느 바이러스 질환보다 항바이러스제가 많이 개발됐다. HIV 항바이러스제 중 3가지 종류를 함께 투여하는 칵테일 요법을 이용하면 에이즈의 진행을 막을 수 있다. 이제 바이러스를 연구하는 연구자들에게 남은 과제는 에이즈를 완전히 치료하는 백신을 개발하는 일이다. 몇 년 뒤 노벨 생리의학상은 아마 에이즈 백신을 개발한 사람의 몫이 될 것이다.
사마귀에서 찾아낸 자궁경부암의 비밀
에이즈를 일으키는 HIV와 비교했을 때 인유두종바이러스(HPV)는 이름이 생소하다. 바이러스를 잘 모르는 일반인이라면 더 낯설게 느껴질 수 있다.
하지만 HPV는 어렸을 때 누구나 한번쯤 감염되는 친숙한 바이러스다. 사마귀를 일으키는 장본인이 바로 HPV이기 때문이다. 그런데 사마귀를 일으키는 이 바이러스가 여성들에게는 자궁경부암을 일으킨다. 자궁경부암은 유방암에 이어 두 번째로 많이 발생하는 암이다.
추어하우젠 박사는 자궁경부암의 원인인 인유두종바이러스를 발견해 1983년 미국립과학원회보(PNAS)에 발표했다. 오랫동안 연구자들은 헤르페스바이러스가 자궁경부암을 일으킨다고 믿어왔다. 자궁경부암 조직에서 헤르페스바이러스의 DNA가 발견된다는 연구 결과가 있었기 때문이다.
자궁경부암 조직을 관찰하던 추어하우젠 박사는 헤르페스바이러스 DNA를 찾을 수 없다는 사실을 이상하게 여겼다. 수십 번 실험을 반복했지만 헤르페스바이러스 DNA를 찾는데 실패한 그는 자궁경부암을 일으키는 다른 바이러스가 있다고 생각했다.
HPV가 일종의 종양 바이러스이고 흔히 성기에 사마귀를 일으킨다는 사실에 주목한 추어하우젠 박사는 자궁경부암과 관련성을 찾기 시작했다. 추어하우젠 박사는 종양(암)을 일으키는 바이러스의 DNA가 종양세포의 염색체에 삽입된 형태로 존재할 것이라는 가설을 세운 뒤 자궁경부암 조직에서 염색체에 삽입된 형태의 HPV를 찾기 시작했다.
HPV의 DNA는 플라스미드 형태로 증식하기 때문에 염색체에 삽입된 형태로 존재할 것이라는 가설은 당시에는 코페르니쿠스적 발상의 전환이었다.
추어하우젠 박사는 자궁경부암을 일으키는 바이러스를 찾기 위해 발바닥에 생기는 사마귀에서 추출한 HPV의 DNA 한 가닥을 탐침으로 사용했다. DNA는 염기사이에 상보적 결합을 한다. 이 원리를 이용하면 탐침으로 사용한 DNA와 짝을 이루는 DNA를 찾을 수 있다.
하지만 성기에 생긴 사마귀와 자궁경부암 조직에서 HPV의 DNA를 좀처럼 찾아낼 수 없었다. 추어하우젠 박사는 사마귀에서 추출한 HPV의 DNA가 염기서열이 다른 다양한 유전형이 존재한다는 사실을 알아냈다. 그는 여러 시료의 사마귀에서 추출한 HPV의 DNA 중에는 자궁경부암을 일으키는 HPV와 상동성이 높은 것이 존재할 것이라고 생각했다.
여러 가지 다른 유전자형의 HPV의 DNA를 탐침으로 사용해 실험한 결과 성기 사마귀에서 탐침으로 사용한 DNA와 결합하는 HPV를 발견했다. 추어하우젠 박사는 성기 사마귀의 HPV를 다시 탐침으로 사용해 자궁경부암에서도 HPV를 발견하는데 성공했다. 20여 년에 걸친 노력의 결과였다.
또한 그는 HPV의 종양유전자가 자궁경부암 세포의 염색체에 삽입돼 기생한다는 사실도 밝혔다. 이로써 자궁경부암 백신이 개발돼 HPV의 감염 및 자궁경부암 발생을 막을 수 있게 됐다. 추어하우젠 박사의 연구가 자궁경부암을 예방하는 백신을 개발하는데 초석을 마련한 셈이다. 이번 노벨상 수상은 추어하우젠 박사의 그간 노력을 높이 평가한 것이다.
이런 측면에서 HIV와 HPV를 발견한 세 명의 학자들이 인류의 공중보건과 복지 향상에 기여한 공로는 매우 크다. 이번 노벨 생리의학상 수상을 계기로 감염성 질환의 연구가 인류복지에 얼마나 중요한지 다시 한 번 생각해보는 기회가 되길 바란다.
기회감염*
면역기능이 약화된 면역결핍증 환자에게 발생하는 감염질환을 말한다. 경제학 용어인 기회비용에서 유래된 용어다.
파스퇴르연구소*
파스퇴르연구소는 미생물을 처음 발견한 루이스 파스퇴르(1922~1995)를 기념하기 위해 파스퇴르 사후에 그의 연구실이 위치한 파리 중심가에 1886년에 세워진 세계 최고 권위의 전염병학 연구소다.
역전사효소활성*
역전사효소활성은 레트로바이러스만이 갖는 특징이다. 역전사효소는 RNA를 주형으로 DNA를 합성한다. 일반적으로 DNA에 암호화된 유전 정보가 RNA로 복사되는 과정을 ‘전사’(transcription)라고 하는데 이와 반대 과정을 일으키기 때문에 역전사라고 부른다.
류왕식 교수 >;
서울대를 졸업한 뒤 미국 위스콘신대에서 분자바이러스학으로 박사학위를 받았다. 미국 폭스 체이스 암 센터에서 박사후연구원으로 있으면서 간염바이러스를 연구했다. 1992년 LG생명과학에서 책임연구원으로 근무했고 1996년 연세대에 부임했다. 최근에는 B형 간염바이러스의 게놈 복제 메커니즘을 연구한다.
시사기획 | 이그 노벨상
코카 콜라가 정자 죽인다?
2008 이그노벨상 10개 부문 발표
코라콜라가 피임에 효과가 있다. 고양이 벼룩보다 개털에 붙은 벼룩이 더 높이 뛴다. 가짜 약도 비쌀수록 효과 좋다.올해도 어김없이 ‘이그(Ig)노벨상’을 수상한 괴짜 연구들이 발표됐다. 지난 10월 2일 미국 과학잡지인 ‘기발한 연구연보’(Annals of Improbable Research)는 물리학, 화학, 생물학, 의학 등 10개 분야에서 올해의 이그노벨상 수상작을 발표했다. 연구 내용에 웃음부터 터지지만 곧이어 진지한 고민거리를 던져주는 것이 이그노벨상의 매력이라면 매력이다.
다이어트콜라, 1분 만에 정자 100% 죽여
올해 가장 눈길을 끈 연구는 이그노벨 화학상이다. 미국 보스턴대 의대 데버러 앤더슨 교수팀은 코라콜라, 특히 다이어트 콜라가 정자 수를 줄여 임신을 어렵게 만든다는 사실을 밝혀 의학전문지 ‘뉴잉글랜드저널오브메디신’에 발표했다.
앤더슨 교수는 1980년대 초 연구 아이디어를 처음 얻었다. 당시 그는 푸에르토리코에서 가톨릭교회가 운영하는 여고 출신 제자인 샤리 움삐에르(그녀도 수상자 중 한명이다)에게 그곳에서 어떤 피임법을 사용하는지 물었고, 움삐에르가 “코라콜라를 마신다”고 대답한 것. 사실 1950년대와 1960년대 코라콜라의 탄산이 정자를 죽여 피임에 효과가 있다는 얘기가 미국 내에서는 공공연히 나돌았다.
앤더슨 교수는 움삐에르를 비롯해 동료인 조 힐 교수와 함께 4종류의 코카콜라에 정자를 섞은 뒤 변화를 관찰했다. 1분 뒤 다이어트 콜라에 넣은 정자는 모두 죽었고, 당시 막 출시된 뉴코카콜라에서는 41%가 살아남았다.
한편 같은 주제로 연구했지만 ‘코카콜라에 피임 효과가 없다’는 상반된 연구결과를 발표한 대만 타이베이대 연구진도 화학분야 공동 수상자로 선정됐다. 미국 하버드대 샌더스극장에서 열린 이그노벨상 시상식에 참석한 과학자들은 코카콜라를 마시며 이들의 수상을 축하(?)했다.
이그노벨 의학상은 미국 듀크대에서 행동경제학을 연구하는 댄 아릴리 교수에게 돌아갔다. 아릴리 교수는 MIT 재직 시절 두 그룹의 지원자들에게 진통제라며 동일한 플라시보(가짜 약)를 준 뒤 한 그룹에게는 진통제 한 알이 2.5달러라고 말하고 나머지 그룹에는 10센트라고 말했다.
그러자 비싼 진통제를 먹었다고 생각한 그룹에서 진정 효과가 크게 나타났다. 환자들은 비싼 가짜 약이 싼 가짜 약보다 효능이 더 좋다고 생각한다는 사실을 임상실험으로 확인한 셈이다.
미국 뉴멕시코대 심리학과 제프리 밀러 교수팀은 가임 절정기 여성은 남성에게 더 매력적으로 보이기 때문에 이 기간의 스트립댄서가 돈을 더 많이 번다는 연구로 이그노벨 경제학상을 거머쥐었다.
밀러 교수는 스트립댄서 18명을 대상으로 생리 주기와 수입의 관계를 분석한 결과 가임 절정기의 스트립댄서 수입이 그렇지 않은 기간에 비해 최대 60% 증가한다는 사실을 밝혔다.
이 밖에 브라질 상파울로대 아스톨포 아라우조 교수팀은 아르마딜로처럼 굴을 파서 생활하는 동물이 고대 유물을 훼손한다는 연구로 고고학상을, 프랑스 툴루즈 국립수의대 연구진은 개벼룩이 평균 30cm를 뛰어 고양이 벼룩(20cm)보다 약 10cm 더 높이 뛴다는 사실을 규명해 생물학상을 받았다. 옥스퍼드대 심리학과 찰스 스펜스 교수는 ‘바삭’하고 씹히는 소리가 더 좋은 감자칩이 더 맛있다는 연구 이론을 발표해 영양학상을 수상했다.
한편 노벨평화상은 식물에도 존엄성이 있다는 원리를 채택한 스위스 비(非)인류 생명공학윤리위원회에 돌아갔다.
2008 이그노벨상 수상자와 업적(10개 부문)
물리학 >; 도리안 레이머(미국 스크립스 해양연구소), 더글라스 스미스(미국 샌디에이고 소재 캘리포니아대) ‘머리카락과 실이 복잡하게 얽혀 매듭이 되는 이유’(미국국립과학원회보)
화학(공동 수상) >; 샤리 움삐에르(푸에르토리코대), 조셉 힐(미국 뉴잉글랜드 불임센터), 데버러 앤더슨(미국 보스턴대 의대) ‘코카콜라의 피임 효과에 관한 연구’(뉴잉글랜드저널오브메디신)
추앙예 홍, C. C, 쉬엔, P. 우, B. N. 취앙(타이완 타이베이의대) ‘코라콜라와 펩시콜라의 살정 효과’(인간독성학저널, 현재는 인간과 실험 독성학)
영양학 >; 마시밀라노 자피니(이탈리아 트렌토대), 찰스 스펜스(영국 옥스퍼드대) ‘듣기 좋은 과자 씹는 소리가 과자를 더 맛있다고 믿게 만드는 심리학 연구’(감각연구저널)
생물학 >; 마리크리스틴 카디에르게, 크리스텔 주베르, 미셸 프랑(프랑스 툴루즈 국립수의대) ‘개에 기생하는 벼룩이 고양이에 기생하는 벼룩보다 더 높이 뛰는 이유’(동물기생충학)
의학 >; 댄 아릴리(미국 듀크대), 레베카 와버(미국 MIT), 바바 쉬프(미국 스탠퍼드대), 지프 카몬(싱가포르 INSEAD) ‘비싼 가짜 약이 싼 가짜 약보다 효능이 더 좋다’(미국의학협회저널)
인지과학 >; 토시유키 나카가키(일본 호카이도대), 히로야수 야마다(일본 나고야대), 리오 고바야시(일본 히로시마대), 아추시 테로(일본 과학진흥사업단), 아키오 이쉬구로(일본 토호쿠대), 아고타 토스(헝가리 세게드대) ‘퍼즐 푸는 점균(粘菌)류 발견’(네이처)
평화 >; 스위스 비(非)인류 생명공학윤리위원회, 스위스 시민.
‘식물의 존엄성 인정 법안 통과’
고고학 >; 아스톨포 멜로 아라우조, 호세 카를로스 마르셀리노(브라질 상파울로대) ‘아르마딜로의 활동으로 뒤범벅되는 고대 유물 연구’(지리고고학)
경제학 >; 제프리 밀러, 조슈아 타이버, 브렌트 조단(미국 뉴멕시코대) ‘스트립댄서의 생리 주기와 수입 간의 관계’(인간행동진화)
문학 >; 데이비드 심스(영국 카스비즈니스스쿨)
‘조직 안에서 내뱉는 모욕적인 화술에 대한 탐구’(조직연구)
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