[데일리메디 임수민 기자] 국내뿐만 아니라 전세계 과학계에서 의학 분야가 가장 핫한 이슈로 떠오르고 있다. 2019년을 정리하며 세계 최고 학술지들이 선정한 10대 연구에 의학 관련 연구가 다수 포함됐기 때문이다. ‘네이처’가 중요성과 지속적인 영향력을 고려해 150년간 발표된 논문 중 선정한 10대 과학 논문과 '사이언스'가 2019년 우수 과학연구 성과로 지정한 10대 연구에 의학 관련 연구가 각각 4편씩 이름을 올렸다. 특히 네이처가 선정한 2019 10대 과학 관련자에도 의학분야 연구자 4명이 뽑혔다. 인류의 희망인 난치성 질환 정복을 위한 의학자들의 연구는 앞으로도 지속될 것으로 보인다. 네이처와 사이언스 내용을 정리해봤다. [편집자주]
네이처, 150년 역사 중 가장 중요한 과학논문 10편 중 4편 '의학'
세계 최고 자연과학 학술지인 네이처(Nature)는 최근 지난 150년간 발표된 논문 중 과학적으로 가장 중요한 10대 논문을 선정했다. 여기에는 단클론항체 발견과 DNA 이중나선 구조 발견 등 총 4건의 의학 논문이 뽑혔다.
1869년 발간 후 전세계 과학 연구를 선도하는 국제학술지 네이처는 창간 후 약 8만8000건의 논문을 게재했고 매달 약 900만명의 독자가 사이트를 통해 뉴스를 접한다.
네이처가 선정한 10대 논문에는 단클론항체 발견과 패치-클램프 기술, 세포의 재프로그램화 발견, DNA 구조 발견 등에 관한 논문이 포함됐다.
먼저 네이처는 단클론항체 출현 및 활용에 관한 논문(논문명 : Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity)을 10대 논문 중 하나로 선정했다.
한 종류의 면역세포에서 생성돼 모두 같은 구조를 갖는 단클론항체는 하나의 항원에만 반응을 보이는데, 인위적으로 단클론항체를 생성해 역으로 그 물질을 검출하거나 정제하는 데 이용할 수 있다.
네이처는 단일클론 항체 발견이 생물학적 통찰력을 이끌었으며 자가 면역질환 및 암 진단과 치료에 임상적으로 성공하는 계기를 마련했다고 평가했다.
신경과학에서 필수 기술이 된 ‘패치-크램프(Patch-clamp)기술’에 관한 논문(논문명 : Single-channel currents recorded from membrance of denervated frog muscle fibres)도 뽑혔다.
패치-클램프 기술은 세포막에 있는 채널 단백질(channel proteins)을 통과해 흐르는 이온의 전류를 기록하는 기술로, 신경세포에서 신경자극이 전달되는 경로에서 일어나는 전류를 측정하는 신경과학 분야에서 사용되고 있다.
미세한 유리관을 세포막에 밀착 시켜 전류를 측정하는데, MIT(매사추세츠공과대학교) 연구팀이 컴퓨터 알고리즘으로 현미경 이미지를 분석 후 로봇 팔을 조정해 표적 세포를 겨냥하는 자동화에 성공해 더욱 정교하고 손쉽게 활용 가능해졌다.
네이처는 1958년 발표된 세포 정체정 재프로그램화에 대한 내용이 담긴 논문(논문명 : Sexually Mature Individuals of Xenopus laevis from the Transplantation of Single Somatic Nuclei)을 10대 논문으로 꼽았다.
해당 논문이 발표되기 전까지는 한 생물체의 모든 세포가 한 세포에서 유래하며, 세포가 성장하면서 분화돼 특정 성질을 갖게 되고 특정 기능을 유지토록 제한된다는 이론이 정설이었다. 하지만 이미 분화된 세포를 번복할 수 있다는 발견은 기존 이론을 반박하며 세포 정체성을 재프로그램화하는 근대적인 방법의 기반을 마련했다.
또 세포 재프로그램화는 시력 상실의 주요 원인인 노안을 치료하기 위해 눈 뒤쪽 망막세포 생성을 포함한 재생치료의 기반을 다졌다.
1953년 발표된 DNA 구조를 밝힌 논문(논문명 : Molecular Structure of Nucleic Acids : A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid)이 네이처가 선정한 10대 논문 중 마지막 의료 논문으로 꼽혔다.
1950년대 초까지 유전물질(Genetic material)의 정체성은 여전히 논란의 대상이었는데, 위 논문을 통해 DNA 구조가 이중나선형임이 밝혀졌고 생물학에 큰 변화를 가져오게 됐다.
논문 저자인 제임스 왓슨(James Watson)과 프랜시스 크릭(Francis Crick)은 DNA 구조를 밝히는 데 기여한 공로를 인정받아 1962년 노벨 생리의학상을 수상했다.
DNA 구조가 이중나선형임이 밝혀진 후 돌연변이설, 인간 유전체지도 완성 등 현대생물학의 중요한 개념이 만들어졌고, 유전 정보의 전달과 발현에 관한 분자생물학의 일반 원리인 센트럴 도그마(central dogma) 이론이 등장하며 분자생물학 발달이 본격화됐다.
이 외에도 ▲새로운 입자(중성 카이온) 검출 ▲오스트랄로 피테쿠스 발견 ▲탄소에서 파생된 나노혁명 ▲남극에서 발견된 오존 구멍 ▲나노소재 종류 출현 ▲별 주위 태양계 외 행성 발견이 뽑혔다.
네이처는 또 2019년을 빛낸 과학계 인물 10명을 선정했는데 죽은 돼지의 뇌세포를 되살린 네나드 세스탄(Nenad Sestan) 예일대 의대 교수와 에볼라 신약을 개발한 미생물학자 장자크 탐품, HIV 감염된 성인에게 유전자 가위가 안전하게 쓰일 수 있다는 임상시험 결과를 밝힌 등홍쿠이 박사가 포함됐다.
‘사이언스’ 선정 2019 10대 과학 연구 성과 중 의학분야 4건
미국과학진흥회(AAAS : American Association for the Advancement of Science)가 발간하는 국제학술지 사이언스(Science)는 2019 과학계를 뒤흔든 연구 10편 중 4편을 의학 관련 연구로 선정했다.
에볼라 예방 백신 임상시험 성과가 10대 연구 중 하나로 뽑혔다. 에볼라 백신은 미국 경제 매체 CNBC가 선정한 과거 10년간 바이오 의료 분야에서 이뤄진 가장 중요한 혁신 중 하나로도 뽑혔다.
에볼라 바이러스는 1976년 등장한 괴질바이러스 일종으로 감염되면 고열, 두통, 근육통 등 증상을 띄며 감염 1주일 내 50~90% 치사율을 보이는데, 2014년부터 서아프리카 지역에서 유행하며 2014~2015년에 1만1000명 이상의 사망자를 발생시켰다.
머크(MSD)사의 에볼라 예방백신 ‘ERVEBO(V920)’이 지난해 11월 임상 시험 통과 후 유럽에서 조건부 판매 승인을 획득하며 세계보건기구(WTO)의 인증까지 획득했다. 허가에 따라 머크사는 독일에서 ERVEBO를 생산해 2020년 3분기부터 제품을 출하할 예정다.
아동 영양실조 문제를 근본적으로 해결 가능한 장내 세균 연구도 10대 연구 중 하나로 선정됐다.
방글라데시 한 연구팀은 임상 시험 결과 특별하게 고안된 표준 치료용 식품이 표준 요법보다 장내 미생물 치료에 우수하다고 전했다.
방글라데시 아동이 포함된 12~18개월 된 63명의 아동을 4개 치료 그룹으로 나눠 3그룹에는 각기 다른 치료법을 시행하고 한 그룹에 표준 치료용 식품을 나눠줬다. 한 달 뒤 치료용 식품을 섭취한 아동 집단에서 장내 세균이 재구성됐으며 뼈, 뇌, 면역기능 등이 다른 집단에 비해 개선됐음이 확인됐다.
낭포성 섬유증 치료제의 미식품의약국(FDA) 승인 또한 10대 연구 중 하나로 선정됐다.
낭포성 섬유증은 ‘낭포성 섬유증 막 관통 조절인자’라 불리는 단백질을 코딩하는 유전자 돌연변이로 유발되는 질병으로, 폐나 소화관 등 신체 부위에 두꺼운 점액이 축적돼 생명을 위협하는 질병이다.
FDA는 낭포성 섬유증 치료법으로 3중 복합제 ‘트리카프타’를 승인했고, 트리카프타는 남포성 섬유증을 앓는 환자의 약 90%에게 도움을 줄 것으로 전망된다.
사이언스가 뽑은 마지막 의학 연구는 고세균의 최초 배양 성공에 관한 내용이다.
일본 과학자들이 수심 2533m 해저에서 채취한 토양 시료에 존재하는 아스가르드(Asgard) 고세균을 실험실에서 배양하는 데 성공했다.
고세균 배양에 최초로 성공하며 이론 생물학에 머물렀던 진핵세포 진화 연구가 실험 생물학으로 넘어가며 진핵생물의 기원을 밝힐 수 있을지 귀추가 주목된다.
이 외에 ▲눈사람 모양 소행성 아르코스 탐사 ▲3만년 전 멸종한 데니소바인 얼굴 복원 ▲블랙홀 영상 촬영 ▲공룡 멸종시킨 소행성 출동 근거 ▲구글의 양자컴퓨터 ▲포커에서 인간 압도한 인공지능(AI)가 뽑혔다.
임수민 기자 (
