우리나라 의생명과학분야 연구자들은 올해 발표된 연구 성과 중에 어떠한 것에 의미를 두고 있을까.

그들의 선택을 받은 경구는 암세포에만 작용하고 부작용을 최소화하는 항암치료제 개발, 아토피 유발 장 세균 메커니즘 등의 연구였다.

포항공대 생물학연구정보센터(BRIC)는 의생명공학연구자 1060명을 대상으로 온라인 설문조사를 실시한 후 내부 자문단 논의를 거쳐 '의과학적으로 영향력이 큰 연구성과' 5편을 최종 선정했다.

▲암세포에만 작용하고 부작용을 최소화한 항암 치료제 개발 ▲암세포를 죽게 하는 핵심 단백질 발현 ▲최대 630배 빨리 질병원인 유전자를 찾을 수 있는 알고리즘 개발 ▲유전자가위(TALEN) 이용 RhD- 혈액형 전환 ▲아토피 유발 장 세균 메커니즘 규명 등이 그 주인공.

이에 따라 메디칼타임즈가 이러한 연구 성과에 대해 풀어봤다.

독성 큰 항암제+단백질=암세포에만 작용하는 새 항암제

기존 독성이 큰 항암제와 단백질을 합성해 암세포에만 작용하는 치료제가 개발됐다. 소량의 방사선 치료만으로 암조직에서만 활성화되고 지속적으로 약물효과를 발휘한다.

한국과학기술연구원(KIST) 의공학연구소 권익찬 소장과 울산의대 서울아산병원 김상윤 교수팀은 부작용을 최소화한 항암치료법을 개발했다. 이들의 연구는 미국 국립암연구소저널 (Journal of National Cancer Institute)에 게재됐다.

연구진은 약물을 활성화하는 데 필수적인 효소분비를 위해 부작용이 적은 약한 강도의 방사선을 이용했다. 그 결과 기존 암 치료의 6분의1 수준 방사선만으로도 세포가 사멸돼 효소가 분비됐고, 이 효소로 약물이 활성화 됐다.

연구진은 "항암제 효과가 암세포에서 집중적으로 나타나기 때문에 기존 항암제가 갖고 있던 부작용을 현저히 낮춘 항암치료가 가능할 것"이라고 기대했다.

암세포를 죽게 하는 핵심 단백질

아주의대 생화학교실 김유선 교수팀은 양의 항암제에도 암세포가 반응해 죽도록 유도하는 기술을 성공시켰다.

연구진은 세포사멸 프로그램(네크롭토시스) 한계점을 극복한 핵심 단백질(RIP3)을 복구했다. 네크롭토시스(Necroptosis)는 RIP1, RIP3, MLKL 단백질에 의해 조절되는 세포사멸 프로그램이며 RIP3는 네크롭토시스 조절 핵심 단백질로 세린 트레오닌 인산화 효소다.

김 교수팀의 연구결과는 네이처 자매지 셀 리서치(Cell Research) 온라인판에 게재됐다.

최대 630배 빨리 질병원인 유전자를 찾을 수 있는 알고리즘

난치성 질환 등 질병 원인 발현변화 유전자(eGene)를 한 시간 내 찾을 수 있는 알고리즘이 개발됐다.

서울아산병원 아산생명과학연구원 한범 교수는 미국 하버드의대 연구진과 다변량 정규분포를 활용해 기존 통계 검정 방식보다 최대 630배 빠르면서 98% 정확한 발현변화 유전자 알고리즘을 개발했다.

한 교수의 연구 결과는 미국유전학회지(AJHG) 6월호에 게재됐다.

한 교수는 "신약개발 분야에 새로운 알고리즘을 적용하면 어떤 유전자가 질병의 기저원인으로 작용하는지 밝혀내는 데 걸리는 시간이 획기적으로 단축될 것"이라고 기대했다.

유전자가위(TALEN) 이용 RhD- 혈액형 전환

연세의대 약리학교실 김형범 교수팀은 유전자가위로 RhD+ 혈액형을 RhD- 형으로 전환시키는데 성공했다. 유전자가위로 적혈구 전구세포단계에서 유전자 교정을 했다.

김 교수팀 연구는 유전학분야 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 온라인 판에 실렸다.

김 교수는 "핵이 존재하는 상태인 적혈구 전구세포 단계에서 유전자 조작을 하더라도 최종 산물인 적혈구에서는 탈핵으로 핵이 없기 때문에 유전자 변이의 부작용을 피할 수 있게 됐다"고 설명다.

아토피 유발 장 세균 메커니즘 규명

장에 있는 세균과 아토피 피부염의 직접적 연관성이 밝혀졌다.

고려의대 김희남 교수팀은 특정 세균인 페칼리박테리움 프라우스니치이의 아종이 아토피 환자 장에서 눈에 띄게 늘어나 있는 것을 발견했다.

김 교수는 "장내 미생물의 특정 변화가 질환을 일으키는 기전을 구체적으로 이해하는 것은 선진국 영유아의 약 25%에 이르는 발병률을 보이는 아토피의 진단과 치료제 개발에 단초를 제공할 수 있을 것"이라고 설명했다.

김 교수팀 연구는 '알레르기및 임상면역학회지(JACI, Journal of Allergy and Clinical Immunology)'에 게재됐다.