화니의 바이오스토리

2016년 노벨생리의학상 수상자, 오스미 요시노리 교수 <출처: Illustration: Niklas Elmehed. Copyright: Nobel Media AB 2016>

2016년 노벨생리의학상은 세포 내 재활용 시스템이라고도 불리는 오토파지 현상(autophagy, 자가포식)의 원리를 밝힌 일본 도쿄공업대 오스미 요시노리 명예교수에게 돌아갔다. 2010년 체외수정 기술 개발로 노벨생리의학상을 수상한 로버트 에드워즈 교수 이후 오랜만의 단독 수상이다.

오스미 교수는 오토파지 분야의 개척자인 것은 물론, 많은 후학들을 배출해 오토파지 연구 발전에 크게 기여했다. 그의 제자들은 오토파지 연구를 이어받고 확장해 지금까지도 활발히 연구하고 있다. 이렇게 형성된 인프라 덕분에 일본은 오토파지 연구에서 세계적으로 가장 앞서 있다.

오스미 교수는 오토파지가 세포 내에서 ‘청소부’ 역할을 한다는 사실뿐만 아니라, 당시 이미 학계에 알려져 있던 단백질 분해 분자인 프로테아좀만으로는 설명하기 어려웠던 세포 내 기작까지 속 시원히 밝혀냈다. 당시 아무도 인정해주지 않던 분야였지만 자기 소신과 신념을 바탕으로 꾸준히 연구한 성과가 빛을 발했다.

일본 도쿄공업대 오스미 요시노리 명예교수

오토파지는 세포 내에서 더 이상 필요 없어진 구성요소나 세포 소기관을 분해해, 다시 에너지원으로 재생산하는 현상이다. 그리스어로 ‘자기’를 뜻하는 auto와 ‘포식’을 뜻하는 phagein을 합친 말로 ‘스스로 먹는다’는 뜻이다.

오토파지라는 이름은 1960년대에 벨기에의 생화학자 크리스티앙 드 뒤브가 붙였다. 그는 세포 소기관인 라이소좀을 현미경으로 관찰한 뒤, 그 안에 들어 있는 세포 구성성분과 소기관이 분해되는 현상을 발견했다. 그는 내용물을 분해하기 위해 이들 구성성분이 자가소포체 형태로 라이소좀까지 배달되는 모습도 발견했다. 하지만 당시까지만 해도 이 현상이 어떻게, 왜 일어나는지 전혀 알 수 없었다. 오토파지를 직접 눈으로 관찰하는 것조차 어려웠기 때문에 연구는 진전이 더뎠다.

이때 오토파지 현상에 주목한 사람이 오스미 교수였다. 그는 진핵생물 가운데 비교적 단순한 효모를 골랐다. 하지만 효모는 세포가 너무 작아서 그 안에서 일어나는 오토파지를 현미경으로 관찰하기가 쉽지 않았다. 당시 과학자들은 오토파지가 정말 효모에서도 일어나는 현상인지조차 의심했다.

난관에 봉착한 오스미 교수는 창의적인 방법을 떠올렸다. 효모에서 오토파지 현상을 교란시킨 뒤 현미경으로 관찰하는 것이었다. 그는 분해되지 않은 자가소포체가 효모 안에 남아 있는 경우가 있다는 사실을 발견했다. 여기에서 힌트를 얻은 오스미 교수는 효모에 일부러 돌연변이를 일으켜 오토파지를 제대로 하지 못하는 효모를 만든 뒤 관찰해, 자가소포체 안에 세포 구성요소나 소기관들이 분해되지 못하고 쌓여 있는 것을 확인했다.

오스미 교수의 효모 실험 결과. G는 골지체, V는 액포, AB는 자가소포체다. 그림 b와 d를 비교하면 자가소포체의 변화를 알 수 있다. <출처: Journal of Cell Biology, 1992, 119, 301-311>

1992년 오스미 교수는 효모에서 오토파지가 일어난다는 사실을 학계에 보고했다. 이듬해에는 같은 방법으로 오토파지가 일어나는 데 중요한 역할을 하는 유전자 15개를 찾았다. 유전자들은 자가소포체가 만들어지는 과정에 필요한 단백질을 만들었다.

그는 당시 아무도 관심을 가지지 않고 큰 의미를 두지 않았던 세포 내 또 다른 쓰레기 처리 시스템 연구에 뛰어들어 작용 과정과 관련 유전자를 밝히고 후속 연구를 할 수 있게 새로운 분야를 개척한 선구자다. ‘오토파지의 아버지’라는 별명을 얻은 이유다.

세포 내 오토파지 기작

오토파지는 우리 몸에서 항상 일어나고 있다. 우리 몸은 건강한 상태를 유지하기 위해 손상되고 노화된 단백질과 세포 소기관들을 꾸준히 분해한다. 그리고 일정량은 다른 곳에서 재활용한다. 오토파지는 우리 몸의 항상성을 유지하기 위해 평상시 매우 낮은 수준으로 일어나고 있는데, 스트레스를 받는 상황에서는 더욱 신속하게 활성화된다.

예를 들어 밥을 제때에 먹지 않아 영양분이 충분히 공급되지 않으면 우리 몸은 오토파지로 세포 내 구성요소들을 분해해 생존에 필요한 아미노산과 에너지를 얻는다. 또 몸속에 침투한 세균이나 바이러스를 오토파지를 통해 제거하기도 한다.

최근에는 오토파지에 이상이 생기면 헌팅턴 무도병과 치매, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌 질환과 암, 여러 대사 질환이 생길 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 오토파지가 필요한 시간에 적절한 장소에서 제대로 일어나지 못해, 기능적으로 변형된 단백질과 소기관들이 쌓여 세포의 항상성을 무너뜨리기 때문이다.

얼마 전 유명 연예인이 앓고 있다고 알려진 만성 염증성 장 질환인 크론병도 오토파지와 관련있다. 국내에서는 희귀한 병이지만, 미국에서는 환자가 70만 명이 넘으며 사망률도 상당히 높다. 최근 과학자들이 크론병 환자들의 유전자를 분석한 결과 오토파지에 관여하는 유전자에서 돌연변이를 발견했다.

일본 도쿄대 의대 세포생리학과 노보루 미즈시마 교수팀이 전자현미경으로 촬영한 오토파지. 쥐 배아의 섬유모세포에서 찾았다. 자가소포체 안에 노화한 소포체와 미토콘드리아가 보인다. <출처: Noboru Mizushima, et al, Nature Cell Biology, 12, 823–830>

과학자들은 오토파지의 기능을 다시 활성화시키면 이런 난치병들을 치료할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 실제로 다양한 임상 실험을 통해, 오토파지를 활성화시키거나 라이소좀의 작동 효율을 높이는 방법으로 병의 진행 속도를 늦추거나 치료할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 많은 과학자들이 오토파지 과정을 표적으로 하는 약물을 개발하고 있다.

하지만 우리는 오토파지에 대해 모르는 것이 너무 많다. 전세계적으로 오토파지에 대해 활발하게 연구한 지 아직 20년이 채 되지 않았기 때문이다. 최근에도 오토파지에 관여하는 유전자를 추가적으로 알아냈고, 또 조금씩 다른 여러 종류의 오토파지가 일어난다는 사실도 밝혔다.

이제는 오토파지가 일어나는 과정에서 중요한 역할을 하는 단백질을 밝힐 때다. 현재까지는 대부분 세포질에서 오토파지 단백질들이 어떻게 결합하고 기능하는지에 초점을 맞췄지만, 앞으로는 핵 내에서 어떤 유전자가 발현하고 전사 과정 중에 어떻게 조절되는지 밝혀야 한다. 핵단백질을 표적으로 하는 치료제가 오토파지 관련 질병에 더 안정적이고 지속적인 효과를 줄 것이라는 기대가 큰 만큼, 앞으로 오토파지를 조절하는 유전자 발현 조절 기전에 더 많은 연구와 관심이 필요하다.

01. 에이즈 환자의 대다수는 남성 동성애자입니다.

  국민 여러분, 에이즈 환자 중 대다수가 남성 동성애자(게이)라는 사실을 알고 계십니까? 동성애자들도 이런 현실을 알고는 있습니다. 국내 최대의 동성애자 단체인 동성애자인권연대도 보고서에서 ‘에이즈 감염인 중 다수는 남성 동성애자’라고 겨우 인정은 했습니다.

  질병관리본부도 이런 사실을 잘 알고 있기 때문에 남성 동성애자를 ‘에이즈 감염 위험 집단’으로 분류해 놨습니다. 그리고 공식 보고서에 “에이즈 감염이 남자 동성애자에게 집중되고 있는 상태”라고 지적하고 있습니다.

  보건복지부는 아예 ‘남성 동성애자 간 성 접촉이 에이즈의 주요 전파 경로’라고 못 박고 있습니다. 그리고 “남성 동성애자에 대한 에이즈 검사 활성화의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다”고 말합니다.

02. 게이가 즐기는 항문성교는 에이즈 감염에 매우 취약한 위험행동입니다.

그렇다면 남성 동성애자들이 왜 에이즈에 쉽게 감염되는 것일까요? 그것은 독특한 성행위, 즉 항문성교 때문입니다.

에이즈 바이러스가 타인에 전파되려면 몇 가지 조건이 맞아 떨어져야 합니다. 에이즈 감염인의 체액·혈액이 밖으로 튀어 나와 상대방의 체내에 곧바로 들어가야 합니다. 상온에서 에이즈 바이러스가 죽기 때문이죠.

그런데 남성 동성애자들이 즐기는 항문성교는 이런 조건을 충족시킵니다. 항문성교를 하다보면 항문 안쪽에 난 상처를 통해 에이즈 감염자의 정액과 혈액이 곧바로 침투될 가능성이 높기 때문입니다.

이런 이유로 내과 의사들이 보는 교과서인 ‘해리슨내과학’에는 “에이즈 전파는 삽입당하는 항문성교와 깊은 연관성이 있다”고 말합니다. 게이 여러분, 동성애를 하루빨리 중단해야 하는 이유가 여기에 있습니다.

03. 그런데도 동성애자들은 ‘안전하지 않는 성행위를 하면 누구나 에이즈에 감염될 수 있다’며 물타기를 합니다.

  질병관리본부 통계에 의하면 한국에서 혈액제제에 의한 에이즈 감염은 1995년, 수혈로 인한 에이즈 감염은 2006년 이후 보고 사례가 없습니다. 2013년 1,114명의 에이즈 신규 발생이 신고 되었는데 감염경로가 확인 된 것은 100% 성접촉에 의한 것이었습니다.

  그런데 흥미로운 사실이 하나 있습니다. 2014년 생존하고 있는 에이즈 감염자 8,885명 중 남자는 92.4%, 여성은 7.6%였다는 것입니다. 이처럼 남자 감염자가 월등히 많은 것은 무엇을 뜻할까요? 현장에서 에이즈 환자를 돌보는 감염내과 교수들은 “에이즈가 남성 동성애자들 사이에서 주로 유행하는 질병이기 때문”이라고 설명합니다.

문제는 에이즈에 감염되더라도 8-10년간 증상이 없다는 것입니다. 따라서 에이즈 검사를 받지 않으면 감염 사실조차 자각할 수 없습니다. 그래서 오늘도 에이즈에 감염된 다수의 게이들은 자신이 감염된 사실도 모른 채 즉흥적인 성관계를 통해 제3자에게 에이즈를 감염시키고 있을 것으로 추정됩니다.

04. 에이즈 환자의 약값과 치료비 간병비 누가 낼까요?

  매달 수백만원에 달하는 에이즈 환가의 약값은 누가내줄까요? 에이즈에 감염된 게이들의 병원 치료비와 요양병원 치료비, 간병비용은 누가 부담할까요? 궁금하지죠. 놀라지 마세요. 약값부터 시작해서 검사비, 치료비, 입원비, 요양·호스피스 의료서비스 등 모든 의료비용을 100%국가제정으로 지원합니다.

  국민건강보험정책연구원 최영순 박사팀이 2009년 12월부터 2013년 12월까지 대형병원에서 사망 직전 1인당 건강보험 급여 진료비를 조사한 적이 있습니다. 그 결과 에이즈가 1,245만원으로 1위를 차지했습니다. 대한민국에서 돈 많이 드는 만성질환 1위가 에이즈라는 뜻입니다. 에이즈가 주로 남성간의 항문성교로 감염되고 있는데, 그 막대한 비용을 국민혈세로 전액지급하고 있는 셈입니다.

  시민 여러분, 남성 동성애자들이 ‘위험하기 때문에 하지 말라’는 동성 간 성행위를 하다가 에이즈에 감염되면 선량한 시민들이 그 비용을 대신 내주고 있습니다. 여러분의 지갑에서 의료비가 계속 나가고 있는데 언제까지 동성애자들의 인권타령에 휘둘릴 것입니까.

05. 그런데 이걸 비판하면 성소수자를 혐오한다고 합니다.

  동성애자에 대한 건전한 비판을 왜 혐오라고 매도합니까? 남성 간 성행위를 하다보면 변이 나오기도 합니다. 더러운 것을 더럽다고 비판하는 게 뭐가 잘못됐다는 말입니까?  남성 간 성행위를 하다보면 에이즈에 감염될 확률이 높다고 충고해주는 것도 혐오입니까? 건전한 비판, 충고, 조언과 혐오의 경계선이 있기나 한 것입니까?

  그리고 부도덕한 성행위를 하는 인원이 적으면 무조건 소수자(小數者)라는 말입니까. 소아, 노인에게 독특한 성적취향을 지니면 성소소소수자(性少少少數者)라는 말인가요?

국민여러분, 우리의 자녀들을 지키기 위해, 에이즈 감염 위기 앞에 높은 당사자와 가족을 걱정해서 해주는 조언은 혐오가 아니라 사랑의 충고입니다. 동성애자들은 이걸 엉뚱하게도 혐오라며 낙인찍고 있습니다.

06. 동성애자들이 말하는 인권은 진정한 인권이 아닙니다

  동성애자들이 말하는 ‘인권’과 목숨 걸고 압록강을 건넌 탈북자의 ‘인권’은 정말 같은 개념일까요? 동성애자들이 요구하는 인권의 본질은 부도덕한 성행위를 권리로 인정하고 비판을 금지해 달라는 것입니다. 그리고 국민투표를 통해 헌법을 바꿀 때만 법적으로 인정받을 수 있는 동성결혼을 합법화하기 위한, 일종의 ‘포석’입니다.

대한민국은 법치주의 국가입니다. 헌법 제37조 2항에 따라 국가 안전보장, 질서유지 또는 공공복리를 위해 필요한 경우 국민의 자유와 권리를 제한합니다. 메르스 사태 가택치료를 받았던 시민들의 경우를 한번 생각해보세요. 사회 공공질서와 보건을 지키기 위해 국민의 자유가 제한됩니다.

  한국은 사실상 동성애 자유국가입니다. 그런데도 동성애자들은 자신의 부도적한 성행위를 인원으로 인정하고 동성결혼을 합법화해달라고 합니다. 에이즈를 확산시킬 위험성이 높은데도 군대 내 동성 간 성행위, 헌혈 등을 인정해 달라고 요구 합니다. 동성애자들의 논리대로라면 음주운전자의 운전행위, 마약중동자의 마약흡입도 인권으로 인정해줘야 합니다.