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2019년 노벨생리의학상, 세포의 산소이용을 연구한 과학자들이 공동수상

 

BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 19-69
2019년 노벨생리의학상, 세포의 산소이용을 연구한 과학자들이 공동수상

 

◇ ‘2019 노벨 생리의학상’은 세포가 산소 농도에 적응하는 과정을 밝혀 암, 빈혈 등 혈중 산소농도와 관련된 질환 치료에 기여한 미국 존스홉킨스 의과대학의 그레그 세멘자, 미국 하버드 의과대학의 윌리엄 캘린 주니어, 영국 옥스퍼드 대학교의 피터 래트클리프가 공동으로 수상


?주요 출처 : The Journal of Clinical Investigation, William Kaelin, Peter Ratcliffe, and Gregg Semenza receive the 2016 Albert Lasker Basic Medical Research Award, 2016.10; BRIC, [바이오토픽] 2019 노벨 생리의학상 수상자, 2019.10.8.; 연합뉴스, 노벨 생리의학상, 美케일린 등 3명…"세포의 산소이용 연구", 2019.10.7

 

 노벨생리의학상의 2019년 수상자는 “세포의 산소이용 연구”에 관한 3명의 과학자*로 선정


 * 미국 존스홉킨스 의과대학의 그레그 세멘자, 미국 하버드 의과대학의 윌리엄 캘린 주니어, 영국 옥스퍼드 대학교의 피터 래트클리프

 

 

연구성과 주요내용

 

 

 

동물은 음식물을 유용한 에너지로 전환하기 위해 산소가 필요. 산소의 기본적인 중요성은 수 세기 동안 이해되고 있었지만, 세포가 산소 수준에 적응하는 메커니즘은 오랫동안 알려지지 않았음

올해 노벨생리의학상 수상자들은 세포가 변화하는 산소의 가용성(oxygen availability) 감지하고 적응하는 메커니즘을 발견. 그들은 변화하는 산소 수준에 반응하여 유전자 활성을 조절하는 분자기구(molecular machinery)확인

이를 통해 생명의 가장 필수적인 적응과정에 필요한 메커니즘을 규명. 그들은 산소 수준이 세포의 대사 및 생리 기능에 영향을 미치는 과정을 이해하는 기초를 확립. 또한 그들의 발견은 , 빈혈, 기타 질병과 싸우는 새로운 전략을 약속하는 길을 닦음

 

출처 : BRIC, [바이오토픽] 2019 노벨 생리의학상 수상자, 2019.10.8

 종양학의 캘린, 신장학의 래트클리프, 의약유전학의 세멘자는 각각의 전문분야에서 “저산소에서 세포는 어떻게 적응하는가?”의 생물학적 현상에 대한 질문에 서로 다른 방식으로 접근하여 연결되는 하나의 결론을 도출
 ○ 이들의 중요한 과학적 질문은 암을 치료하는데 활용되고 궁극적으로 생명현상을 이해하는데 기여
   - 이들은 2016년 '미국의 노벨상' 또는 '예비 노벨상'으로 불리는 래스커상 (Lasker Awards)을 수상해 그동안 노벨생리의학상의 유력한 후보로 거론
 ○ 1992년 그레그 세멘자는 유전학자로 저산소에 적응하는 적혈구 생성인자 (Erythropoietin, EPO) 형질전환 마우스의 연구에서 HIF-1이 HRE(hypoxia response element)를 통해서 EPO의 발현을 조절한다는 사실을 발견
   - 이후 HIF-1이 HRE를 통해 저산소 조건에서 중요한 각종 유전자들의 스위치 역할을 한다는 것이 발견되고,
   - 이 유전자들은 모두 세포의 해당 과정 등과 같은 세포 대사나, 혈관 생성 등 여러 인간의 생리 현상에 작용하는 중요 단백질임을 규명
 ○ 1993년 윌리엄 캘린 주니어는 ‘폰 힙펠-린다우(Von-Hippel Lindau, VHL)’ 유전자를 없앤 마우스의 신장에는 HIF-1이 축적되고, 하위 인자들의 발현이 높아져 있음을 발견
   - 또한 HIF-1을 유비퀴틴화(Ubiquitination)하여 분해시키는 VHL 단백질 복합체의 구조를 규명
 ○ 비슷한 시기에 피터 래트클리프는 VHL 단백질이 산소 농도에 따라  HIF-1을 인식하는 산소 의존적 분해 도메인(Oxygen dependent degradation, ODD)의 존재와 그 기전을 규명하여 VHL과 HIF-1 사이의 연결고리를 완성

 

 

종양학의 캘린, 신장학의 래트클리프, 의약유전학의 세멘자는 각각의 전문분야에서 “저산소에서 세포는 어떻게 적응하는가?”의 생물학적 현상에 대한 질문에 서로 다른 방식으로 접근하여 연결되는 하나의 결론을 도출


 ○ 이들의 중요한 과학적 질문은 암을 치료하는데 활용되고 궁극적으로 생명현상을 이해하는데 기여
   - 이들은 2016년 '미국의 노벨상' 또는 '예비 노벨상'으로 불리는 래스커상 (Lasker Awards)을 수상해 그동안 노벨생리의학상의 유력한 후보로 거론


 ○ 1992년 그레그 세멘자는 유전학자로 저산소에 적응하는 적혈구 생성인자 (Erythropoietin, EPO) 형질전환 마우스의 연구에서 HIF-1이 HRE(hypoxia response element)를 통해서 EPO의 발현을 조절한다는 사실을 발견
   - 이후 HIF-1이 HRE를 통해 저산소 조건에서 중요한 각종 유전자들의 스위치 역할을 한다는 것이 발견되고,
   - 이 유전자들은 모두 세포의 해당 과정 등과 같은 세포 대사나, 혈관 생성 등 여러 인간의 생리 현상에 작용하는 중요 단백질임을 규명


 ○ 1993년 윌리엄 캘린 주니어는 ‘폰 힙펠-린다우(Von-Hippel Lindau, VHL)’ 유전자를 없앤 마우스의 신장에는 HIF-1이 축적되고, 하위 인자들의 발현이 높아져 있음을 발견
   - 또한 HIF-1을 유비퀴틴화(Ubiquitination)하여 분해시키는 VHL 단백질 복합체의 구조를 규명


 ○ 비슷한 시기에 피터 래트클리프는 VHL 단백질이 산소 농도에 따라  HIF-1을 인식하는 산소 의존적 분해 도메인(Oxygen dependent degradation, ODD)의 존재와 그 기전을 규명하여 VHL과 HIF-1 사이의 연결고리를 완성

 

...................(계속)

 

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