올해 노벨 생리의학상은, 우리들의 신체에 갖추어져 있는 감각 센서에 관한 연구업적으로 미국 샌프란시스코 캘리포니아 대학의 데이비드 줄리아스 교수와 스크립스연구소의 신경과학자 레바논 태생의 아뎀 파타푸티안, 2명에게 주어졌다.   영어의 `HOT`이 매운맛과 뜨겁다는 감각을 함께 뜻하는 대로 매운맛에 반응하는 센서와 뜨겁다는 온도를 느끼는 센서가 공통임을 발견한 공로였다.  이 `온도 감수성 채널(TRP)`에는 27종류의 채널이 알려져 있는데, 주로 피부나 감각신경에 발현, 차이나는 온도에 따라서 활성화하는 것으로, 정보를 전달하고 있다.  즉 열탕같이 뜨거운 것이나 얼음 같은 찬 것에 닿거나, 극단적으로 덥다던가 또는 차가운 환경에 놓이면 생체에 갖추고 있는 온감(溫感) 센서의 온도 감수성 TRP-채널이 활성화하여 뇌에 위험성을 전달한다.   이 때 뇌에는 덥거나 차다는 감각만이 아니라 통증을 전달하고 있다. 일본 생리학연구소의 토미나가 마코토 교수는, 노벨상 수상자 데이비드 줄리어스 교수 밑에서 1996년부터 약 3년 반 동안 박사 연구원으로 근무했는데 그때 노벨상 수상 대상 주요 논문 8건 중 2건에 이름을 올렸다.  고추를 먹으면 입안이 뜨거워진다. 매운맛의 수용체(센서)는 뜨거운 열로도 활성화되지 않을까? 토미나가 교수는, 스승인 줄리어스 박사의 지시를 받아, 뜨거운 온도로 자극을 가하자 온도 감수성 수용체 채널이 활성화되었다.   고통과 통증을 느끼는 수용체가 열도 느낀다는 걸 알게 되는 순간이었다.  이 온감 센서(TRP)가 동물에 영향을 주는 예로서 파충류의 생식이 있다. 일반적으로 동물의 성별은 유전자로 결정된다고 여긴다. 사람에게는 성염색체가 있으며, 그 조합이 XX이면 여성으로, XY이면 남성으로 태어난다.   그러나 동물 중에는 유전자만이 아니라 환경요인이 성 결정에 중요한 역할을 담당하고 있는 종도 있다. 파충류인 악어는 부란기의 온도가 낮으면 암컷으로 태어나고, 반대로 거북은 부란기의 온도가 낮으면 수컷으로 태어난다.   이 온도 감수성 센서(TRP)가 흥미를 끄는 것은, 어떤 종류의 화학 물질에 따라서도 활성화되거나 억제되는 것이다.  온도 감수성 TRP 채널을 활성화하는 물질로 우리의 식탁에 향신료로 오르는 고추의 매운맛 성분인 캡사이신은, 온도 감수성 TRP 채널의 일종인 TRPV1 채널을 활성화한다. 활성화 역치는 무려 섭씨 43도 이상이다.   반대로 와사비의 매운맛 성분인 `아릴-이소티오시아네이트(Allyl isothiocyanate, AITC)`는 TRPA1 채널을 활성화한다. 활성화 역치는 섭씨 17도 이하이다. 위와 같은 예로 온도 감수성 TRP 채널은 현재까지 27종류나 발견하고 있다.  노벨상을 공동 수상한 미국 스크립스 연구소의 아뎀 패탑티언 교수는 세포막을 가느다란 바늘로 찌를 때 반응하는 촉각 수용체 단백질 `PIEZO`를 발견했다.   생체를 구성하는 세포는, 세포 간 접착을 개입시킨 세포 사이의 장력, 기질의 경도, 세포 주위의 액류 등 여러 가지 기계적인 자극에 노출되어 있다.   근년에 세포가 이들의 기계적인 힘을 감지하고 `세포 골격계 배치 변화`나 `유전자 발현 변화`와 같은 응답을 보인다는 것을 확인했다.  세포막의 장력 변화에 따라서 채널을 개구(開口)하여 세포 안으로 양(+)이온을 끌어들여 세포 내에 그 정보를 전달하고 있다.   이 발견은 인간의 통각과도 일치한다. 통증의 메커니즘은 아직 알려지지 않은 것도 많지만, 만성 동통 등의 치료법이나 새로운 마취약의 연구가 진행되고 있다. 온도 감수성 TRP-채널은 전통 약에 배합되고 있는 성분작용에도 관계하고 있다. 이 글을 올리면서도 필자는 답답한 마음을 가눌 수가 없다. 우리나라 서울대학의 논문량은 세계 13위, 질은 828위, 우리나라에 노벨상은 물 건너갔나?
즐겨찾기+ 최종편집:2021-12-03 오전 09:59:29 회원가입기사쓰기구독신청지면보기전체기사보기
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