우리몸속세포의탄생에서소멸까지,
노벨상을받은탁월한연구14가지
“이책은수많은노벨생리의학상수상자들의연구가운데14개를골라,세포가살아가면서마주치는사건들을하나씩보여주고자하였다.이를위해새로운생명의시작,외로움을극복하기위한세포분열,환경에적응하기위한세포의일주기리듬,다양성을획득하기위한분화,시간의흐름을거스르는역분화,손상된유전자의수선,세포들간의소통,노화,세포자살,외부의침입을방어하는면역,생명현상을조절하는유전자의기능,신경세포의활동전위,냄새의구별,인간을인간답게하는기억등을소개하였다.아무쪼록이책의여정끝에서독자들이세포의일생에대해이해하고,자신의몸에대해고찰해보는시간을갖기를희망한다.더불어자신을존중하고사랑하는마음이생긴다면더할나위없이좋겠다.”_본문중에서
체외수정,생체시계,세포자살,유전자가위등
생명과학연구의눈부신성취와의미를한눈에!
과연어떤연구에노벨상을주었을까?금동호교수(고려대학교의과학과)의『위대한세포』는노벨상을받은놀라운생물학적발견을흥미롭게소개하는교양생물학도서이다.저자는노벨생리의학상수상자들의수많은연구가운데14가지를골라,세포의일생을죽따라가면서노벨상수상자들이어떤놀라운것들을발견했는지를찬찬히소개해준다.세포가생겨나고분열하고분화하고소통하고일하고노화하고마침내죽음에이를때까지,하나의세포가일생동안마주치는사건들이과연어떤생물학적과정을통해이루어지는지를상세하게엿볼수있는책이다.세포와인간의삶이무척이나닮았다며,인간의삶과세포의삶을오버랩시키는에피소드도읽는재미를더해준다.
세포만큼노벨상을많이타게한대상은또없을것이다.세포분열,생체리듬,분화,역분화,유전자수선,면역,세포자살등생명현상의작동메커니즘이밝혀질때마다,비밀을밝힌많은연구자들이노벨상을수상하는기쁨을누렸다.
이책에서집중적으로조명한연구는체외수정,유전자의기능,세포분열,일주기리듬(생체시계),분화,역분화,유전자수선,세포들간의소통,노화,세포자살,면역,신경세포의활동전위,향기,기억등모두14가지연구다.이연구들로노벨상을받은생명과학자들만해도100여명에이른다.흥미롭게도이들의연구는,세포들은어떻게이야기할까,생체리듬은어떻게조절될까,노화는어떻게일어날까,세포는어떻게죽는걸까등과같은일견단순하면서도근본적인질문을던지는것에서부터시작한연구들이다.
하나의세포는정자와난자의결합으로생겨나,세포분열을통해수를늘리고,환경에적응하기위해일주기리듬을가지게되며,세포분열을통해외로움을극복하고,다양한기능을수행하기위해분화한다.유전자가손상되면스스로수선하고,생존하기위해끊임없이세포들끼리소통하며,외부에서침입하는적들에대응하면서,시간의흐름에따라차츰노화되어가다가,마침내죽음에이른다.이러한생명현상들은일군의과학자들이단번에알아낸것이아니라오랜시간에걸쳐차근차근알아낸것들인데,하나같이놀랍고경이로운현상들이다.
예를들어,영국의과학자로버트에드워즈는체외수정시술의개발로2010년에노벨상을받았는데,그는난자와정자를배양접시에서수정시켜포배기까지발생시킨다음자궁에착상시킴으로써체외수정을최초로성공시켰다.자연수정에대한정확한이해를바탕으로하지않았다면결코성공할수없었던과감한연구였다.
세포분열의메커니즘또한힘겹게알아낸연구결과물이다.세포분열은G1기-S기-G2기-M기순서로진행되는데,릴런드하트웰,폴너스,팀헌트는이러한세포분열주기를조절하는인자를발견한공로로2001년에노벨생리의학상을받았다.이들의연구를통해,세포분열이사이클린-의존성인산화효소와사이클린에의해조절된다는사실이밝혀졌다.
생체리듬과관련된연구는,일주기리듬을조절하는분자들의협력이마치공들여맞춘시나리오처럼정교하다는사실을보여주었다.과학자들은수천마리의초파리들을대상으로한실험을통해마침내생체시계에관여하는유전자들(클락,사이클,피리어드,타임리스)을발견해냈다.일주기리듬에대해밝혀진바에따르면,클락-사이클단백질과피리어드-타임리스단백질이서로를활성화하고또는서로억제하는피드백(되먹임)고리가형성됨으로써규칙적으로일주기리듬이반복된다.이러한연구를진행한미국의과학자제프리홀,마이클로스배시,마이클영은일주기리듬의조절기전을규명한공로로2017년노벨상을받았다.
세포의노화에대해서는텔로미어와텔로머레이스의발견으로많은것이밝혀졌다.텔로미어와텔로머레이스에의한염색체의보호기전을밝힌과학자는엘리자베스블랙번,캐럴그라이더,잭쇼스택으로,이들은2009년노벨생리의학상을받았다.이들의연구결과에따르면,텔로미어는염색체끝에서DNA를보호하는역할을하며,세포는텔로머레이스를이용해텔로미어의길이를늘인다.만일염색체의끝부분을보호할수없을정도로텔로미어의길이가짧아지면세포가분열을멈추고,노화된세포가새로운대체세포를만들지못하게되면우리몸은노화를겪게된다.
베일에싸였던세포의죽음은세포자살의유전학적조절기전이규명됨에따라밝혀졌다.세포자살은내부의자발적인결정이나외부의강요에의해일어나는데,내부의자발적결정은자살신호물질인Bax가활성화되어사이토크롬C가세포질로방출되면일사천리로진행되고,외부의강요는자살유도신호복합체에의해활성화된캐스페이즈-8이캐스페이즈-3를활성화하면진행된다.세포자살의기전을밝힌시드니브레너,존설스턴,로버트호비츠는2002년에노벨상을받았다.
이처럼세포를들여다보면,우리인간의일생과마찬가지로세포도소란스럽고시끌벅적하고역동적인일생을보내는것을알수있다.이책은이러한세포의일생을쭉따라가면서,노벨상을받은탁월한연구14가지를집중적으로조명하는책이라할수있다.이책을통해독자들은체외수정,생체시계,세포자살,유전자가위등생명과학연구의눈부신성취와의미를한눈에볼수있을뿐아니라,연구에초점을맞출때비로소드러나는경이로운세포의일생을구체적으로실감할수있을것이다.
덧붙여,체외수정으로태어난진의이야기,외로움과싸우는최고독군의이야기,회춘을꿈꾸는노화영씨의이야기,일상생활을할때다양한종류의기억을활용하는나지혜양의이야기등장별로나오는재미난에피소드들은읽는재미와함께인간과닮은꼴인세포의생애에대해다시금생각해보는기회를제공해줄것이다.또생명과학적연구가우리사회에게미치는영향에대한저자의언급도곱씹을만하다.
