2009년 의학부분의 노벨상에서 우리들의 한 세포에 Telomere 라는 조직이 하는 역활을 연구한 결과, 그 공로가 대단하여 3 분의 과학자들에게 140만불의 상금을 나누어 주게 되었다는 뉴스가 몇일 전(10월 6일 2009년)에 나왔읍니다. 왜 이것이 이처럼 대단하냐? 그걸 지금 말씀드리고자 합니다.

"사람이 왜 죽는가" 하는 질문은 생물학과 의학계의 지대한 관심거리였오이다. 그동안 두가지 학설로써 설명해 왔읍니다. 그 하나는 우리들의 세포에는 Telomere라는 물질이 긴 끈처럼 달려있는데 그것이 한개씩 떨어져 나가다 보면 결국 그 끝에 이르러 세포가 죽는다......예를 들어서 "다이나마이트"를 폭발시키려면 도화선을 불붙여서 일정간격에 이르러 화약을 터지게 하듯이, 우리들의 Telomere는 모두 50여 마디가 하나 둘씩 떨어지다가는 결국 사망한다는 물리적인 설명을 하는 겁니다. 좋은 영양분을 많이 먹어서 빠르게 세포를 분열시키면 이 끈이 빨리 없어짐으로 생명을 단축하지요. 적게 먹으라는 이유가 바로 여기에 있읍니다.

다음에 늙어져서 죽는 이유를 "후리 래디칼" (Free Radical Theory) 이론으로 설명했읍니다. 植物(식물)이 태양광선를 받아서 물(H2O) + 탄소(CO2) + 태양에너지 = Glucose(탄수화물) + O2, 즉 산소를 방출합니다. 이것을 光合成(광합성: Photosynthesis) 이라고 하는데, 우리가 쌀이니 빵이니 하는 음식물이 이렇게 만들어 지지요. 지구가 처음 생성될 당시에는 산소(O2)가 없었으나 수억년의 이런 광합성의 결과로 지금은 공기의 약 22%가 산소로 구성되어 있읍니다.

이런 탄수화물(Glucose)를 우리가 소화하려면 호흡하여 들어온 산소(O2)로 먹은 음식물을 酸化(산화)의 과정을 통하여 거기에 담겨진 열양(Energy 혹은 ATP-Adenosine TriPhostate)을 추출해 내고 탄산까스(CO2)를 숨쉬어 내보내고, 그 남은 물을 오줌(H2O)으로 누게됩니다. 위에서 언급한 公式(공식)을 逆(역)으로 표현하면, Glucose + O2 = Energy + CO2 + H2O가 되겠읍니다. 앞의 植物(식물)이 만들던 공식의 반대로 動物(동물)은 이렇게 하여 酸素(산소)를 호흡해서 먹은 것을 분해하여 열량 즉 체온이나 두뇌의 활동을 유지하지요.

Free-Radical이란 무었이냐? 우리가 필요한 量(양)을 초과하는 함수탄소를 먹었을 때에는 산소가 그것을 태워서 열량을 얻어내고도 남아도는 산소이온이란 異狀(이상)효소... 그것들이 몸안에 남아 돌아다닌다는 겁니다. 이런 剩餘(잉여)분자들은 불안정한 상태로 존재할 수가 없어서, 여기저기 우리 몸의 다른 세포조직에 부착하고는 엉뚱한 나쁜 부작용을 일으킨다고 합니다. 이것을 확인하는 방법이 있는데, 우리들의 얼굴을 자세히 들여다 보시오. 만일 거기 어디에 기미라던가 검버섯이 피어 있으면, 그것은 탄수화물의 찌꺼기와 지방질 및 흰자질(protein)의 "free radical"의 장난이었다고 보면 됩니다.

특히 중국사람들의 얼굴에서 이런 현상을 많이 볼 수가 있는데, 그 이유는 이들이 기름진 음식을 많이 먹는 습관에 기인합니다. "몸안에서도 문론 이같은 화학반응을 일으키고 있다"... 마~ 그렇게 보면 크게 틀리지 않을겁니다. 이로써 생명을 단축하는 여러가지 病을 유발하다가 결국 우리의 죽음을 불러온다... 많이 먹지 말라는 충고가 여기서도 강조되는 바이고, 혹시 많이 먹었으면 들어온 열량을 충분히 소모하도록 운동량을 늘려야 하는 이유가 있읍니다. 나이만 들먹이면서 저희들은 아직 젊다고 늙은이들을 우롱하는 분들이 많은데... 정신을 바짝 차리시고 자신들이나 결코 늙지 말았으면 얼마나 좋겠오 마는, 어디 그렇게 쉽게 되겠오이까?

얘기를 돌려서, 처음의 이론에서 말한 세포증식을 조절해 주는 Telomere라는 조직은 하나의 호기심의 대상이었던 것이었읍니다. 이번에 3분의 과학자들이 1978년 이래로 끈질기게 연구한 결과, 이 조직이 염색체가 이상분열을 하지 않고 원래의 제 기능을 유지하도록 하는‘생체역학’의 중심의 자리에 있다는 원리를 규명하게 되었다는 것이지요. 癌(암)이란 것은 이처럼의 비정상 세포분열을 제어할 기능을 상실하고, 무한정으로 세포가 증식하는 현상을 말한다는 겁니다. 이로써 Telomere의 有-無(유-무)가 결국 암의 무한정 증식에 원인이 된다는 것을 발견했다고 하니, 근세에 와서 가장 무서워 하는 이 癌(암)이란 病(병)을 정복할 수 있는 새로운 길을 터주게 되었다는 거지요. 과연 賞(상)을 받을 만하지 않습니까?

문제는 이런 Telomore란 통제기관이 세포가 일정기간 활동하고 그 자리를 다음 세대에 양보하는 과정에서 정신적인 스트레스가 비정상의 움직임을 야기한다는데에 있읍니다. 예를 들어서,위장膜(막)은 대략 한달 좀 넘어서 새것이 생겨나고, 다른 장기의 세포들도 정기적으로 이같은 세대교체를 하게 됩니다. 대체로 약 2년이면 새사람이 된다고 봅니다. 따라서 이런 자기갱생의 절차에서 우리의 마음가짐이 異狀(이상)분열을 초래하게 한다... 우리가 무척 신경을 써야 할 사안이 아니겠오? 문론 육체적인 것에 국한하여 말합니다.

그러면, 정신적으로도 새사람이 돼야 하는가? 문론입니다. 왜냐? 정신이 육체를 좌우한다는 '퀀탐'의 이론에 근거해서는 그렇게 말씀 들일 수가 있지요. 그래서 무슨 종교든지, 종교를 가져야 하는 그런 근본요구가 등장하고, 자기수양을 통하여 우리들의 마음을 좋게 그리고 평화롭게 함으로써 육체에 이런 害(해)되는 사고를 사전에 방지할 수 있어야 한다고 말할 수 있오. 반드시 명심할 일이지요. 이런 곳에 나와서 ‘아드레나린’이란 나쁜 홀몬을 방출시키는 “점잖지 않은 언사”를 삼가해야 함은 더 강조할 필요가 없읍니다. 서로가 기분나쁠 대화를 절약(?)하고, 대신에 英文(영문)의 교양있는 책들을 읽으시오. 그러하면서 자신의 心身(심신)을 쇄신하시기 바랍니다.

그럼, 다음의 Wall Street Journal에 실렸던 기사를 읽어보시지요.

禪涅槃

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OCTOBER 6, 2009
Chromosome Researchers Win Medicine Nobel
By GAUTAM NAIK

Carol Greider, a professor at Johns Hopkins University School of Medicine, gives an interview by phone after winning a share of the Nobel Prize for Medicine.

Three American scientists received the Nobel Prize in medicine for discovering an enzyme that plays a key role in cellular health and aging. Their finding sparked a new line of research into possible treatments for age-related maladies, such as cancer, blindness and cardiovascular disease.

The prize, which includes a shared cash award of $1.4 million, was given to Elizabeth Blackburn of the University of California, San Francisco, Carol Greider of Johns Hopkins University School of Medicine and Jack Szostak of Harvard Medical School.

The scientists discovered the workings of telomerase, an enzyme that produces tiny units of DNA that seal off the tips of chromosomes. These DNA units, known as telomeres, act like the plastic caps at the ends of a shoelace, keeping the chromosomes from fraying and the genes inside them from unraveling.
Nobel Prize Winners, Schedule


Nobel Announcement of Medicine Prize Health Blog: Why Immortality Is a Bad Thing

Telomeres enable accurate cell division and also influence the number of times a cell divides, thereby determining its lifespan.

"Without telomerase we wouldn"t be here--it"s vital to life," said Dr. Blackburn in an interview. "The tips of chromosomes wear down and telomerase helps to replenish them," keeping them at a proper length.
As we age, though, these caps lose their ability to protect. One result is that some cells go into a state known as senescence, where they are alive but stop dividing. Researchers believe this may contribute to aging.

The three scientists" work on unraveling the mysteries of the telomerase enzyme, which got started in the late 1970s, provided hope that life could be prolonged. It also sparked an entirely new line of medical research into age-related conditions. For example, scientists are trying to reactivate telomerase in order to treat blindness, cardiovascular disease and neurodegenerative disease. In most cases, it is healthy for cells to age and die. In fact, cancer is closely associated with cells that fail to follow the normal script for cell death and instead just keep reproducing.

That is why the discovery of telomerase has also led to new insights into cancer. A cancer cell divides continuously, and up to 90% of human cancers require telomerase to do so. Tumors somehow turn on the telomerase gene. Scientists hope to fight cancer by deactivating the enzyme. Geron Corp. of Menlo Park, Calif., has launched clinical trials to see if a telomerase inhibitor can fight lung, breast, pancreatic and other cancers.

But the scenario isn"t that simple. "It means there"s a trade-off between aging and cancer," said Dr. Szostak in an interview. "You can"t turn on telomerase everywhere in the body in the hope of treating aging, because there will be the unintended consequence of causing cancer."
The earliest findings about telomerase were made not with any practical application in mind, but as a result of sheer curiosity. Scientists knew that the tips of chromosomes were somehow protected, but when they looked through a microscope all they saw was a blob.

Dr. Blackburn showed that simple, repeated DNA sequences make up the tips of each chromosome. She and Dr. Szostak then established that the DNA repeats stabilize chromosomes and prevent them from becoming damaged. The pair also speculated that there must be an enzyme that would do the job of adding the sequences to the tips of chromosomes.

Carol Greider (R), professor in the department of molecular biology and genetics at Johns Hopkins University School of Medicine and winner of a share of the 2009 Nobel Prize for Medicine, shares a non-alcoholic champagne toast with her son Charles Comfort (L), 13, during a reception at Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland, October 5, 2009.

In 1985, while a professor at the University of California, Berkeley, Dr. Blackburn and her then-graduate student, Dr. Greider, published a paper announcing the discovery of the enzyme telomerase.

Some of their key experiments were done with a pond-dwelling protozoa called tetrahymena. This single-celled organism was deemed to be the best test system because it contains some 40,000 chromosomes, far more than the 23 pairs of chromosomes contained in a human cell. Researchers later replicated the findings in human cells.

"This was the result of curiosity-driven, basic research," said Dr. Greider in an interview. In an era when research is increasingly focused on getting a specific, short-term payoff, "I consider [this award] to be a victory for fundamental science."

Dr. Blackburn is a native of Australia who has lived in the U.S. since 1975. She became a naturalized U.S. citizen in 2003 while retaining her Australian citizenship. Dr. Szostak was born in London, grew up in Canada and is now a U.S. citizen. Dr. Greider is a native of San Diego.

Write to Gautam Naik at gautam.naik@wsj.com

Printed in The Wall Street Journal, page A14