세계적 과학저널 「네이처」지 개제 비만·난치병 치료 단초 마련 1~2년 내 세계가 깜짝 놀랄 연구성과 낼 것 백융기 교수(생화학) 연구팀이 동물의 수명을 최대 10배까지 연장시킬 수 있는 노화조절 페르몬을 세계 최초로 발견하고 이를 분리정제한 후 구조를 규명하고, 정만길 교수(화학)가 이 물질의 인공합성에도 성공했다. 백 교수는 선충의 몸속에 존재하는 `다우몬(daumone)'이 선충의 성장과정에서 생체노화조절 기능을 수행한다는 사실을 밝히고, 다우몬이 매개하는 새로운 신호전달체계도 함께 발견한 것이다. 이에 따라 이 페로몬의 기능을 다른 동물에 적용할 경우 수명연장을 유도하는 노화조절제 및 비만치료제 등으로 개발이 가능할 것으로 전세계가 주목하고 있다. 이번 연구의 결과는 정판영 박사(생화학)를 제1저자로 세계적 과학저널인 「네이처 Nature」지 2월 3일자에 실렸다. 특히 이번 연구는 순수 100% 우리나라 연구진의 힘만으로 이뤄낸 개가이며, 우리대학교 내 학제간 연구 협력의 대표적인 성공 사례로서 더욱 의의가 크다. 세계적인 연구성과를 낸 자랑스러운 연구팀을 만났다. * 다우몬 관련 연구의 동기가 무엇입니까? [백융기] 20여년간 콜레스테롤 관련 연구를 하던 중, 콜레스테롤을 자체적으로 생성하지 못하는 유일한 동물인 선충에 관심을 갖게 됐고, 연구 중 선충의 생로병사 조절 특이한 물질이 있다는 것을 발견했지만, 그 물질이 무엇인지 알 수 없었습니다. 그래서 1998년 8월 당시 박사과정에 막 들어온 정판영 군에게 이 문제를 박사 연구논문 주제로 주었지요. * 백 교수님이 이 연구를 제시했을 때 어떠셨습니까? [정판영] 선충의 생체노화조절 현상은 이미 30년전에 학계에 보고됐지만 체내 어떤 물질 때문에 이런 장수 과정이 일어나는지에 대해서는 전혀 규명되지 않았던 것이 호기심을 자극했습니다. 30년 동안 이 연구에 매진한 학자도 많았을 테고, 우리 연구팀보다 먼저 성과를 거두는 과학자가 언제 갑자기 나올지 모른다는 초조함도 있었습니다. 하지만 백융기 교수님께서 제자들에게 과학자는 늘 새로운 것을 추구해야 한다고 가르치셨기 때문에 두려움 없이 연구를 시작했습니다. * 세계 최초로 발견하신 생체물질에 대한 설명을 부탁드립니다. [백융기] 선충은 보통 약 20도의 온도에서 평균 14일 정도를 사는 것으로 알려져 있지만 먹을 것이 없거나 환경스트레스를 받으면 휴면에 들어가 기본적인 신진대사만 하는 방법으로 평균 수명을 최대 10배 연장시킵니다. 휴면기의 선충 체내 당대사는 완전히 정지되고 엄청난 양의 지방질이 순식간에 체내에 축적돼 비만상태가 되죠. 휴면기에 들어간 선충은 다시 먹이가 공급되고 살기가 좋아지면 정상수명 주기로 돌아와 나머지 일생을 살게 됩니다. 체내 어떤 물질 때문에 이 같은 선충의 장수 과정이 일어나는지를 우리 연구팀이 발견 한 것입니다. 우리 연구팀은 프로테오믹스 연구에 활용되는 액상크로마토그래피와 질량분석기를 이용해 기존의 물리화학적 방법으로는 확인할 수 없었던 선충에 극미량 존재하는 생체 페르몬을 세계 최초로 발견하고, 이 물질이 작용하면 선충이 휴면에 들어가 수명이 연장되는 사실을 확인하고, 이 페르몬을 다우몬(daumone)이라고 명명했습니다. * 백융기 교수 연구팀에서 발견한 물질을 화학적으로 합성하셨다고 알고 있습니다. [정만길] 백 교수팀에 의해 수명연장 다우몬이 최초로 분리된 후 1차로 평면화학구조가 결정되었습니다. 이는 32개의 서로 다른 모든 입체이성체를 나타내고 있어 아직 정확한 최종 입체화학구조가 결정되지 않은 상태였습니다. 화학팀은 저의 연구실의 박문수 대학원생이 2차 핵자기공명기법과 분자모델링 그리고 고유광선회도법등을 이용하여 새 다우몬의 최종 입체화학구조를 성공리에 확정지었습니다. 이는 다우몬의 발견을 완결하고 대량생산을 위한 유기합성의 기초를 세운 것입니다. 계속해서 저희 팀의 김희경 대학원생은 구하기 쉬운 람노즈라는 당을 원료로 10단계의 입체선택적 전합성에 성공하여 꼬마선충으로부터 약 20mg의 미량밖에 얻지 못하는 다우몬을 6g(6,000mg)이나 얻었습니다. 이는 대량생성을 위한 길을 열어 놓은 것입니다. 이 합성 다우몬을 사용하여 백 교수팀에서는 꼬마선충이 휴면효과에 의해 수명이 10배 연장된 것을 확인하였고 또한 비만 유도를 확인하였습니다. 따라서 이 합성 다우몬은 천연에서 분리한 다우몬과 입체화학구조, 생물활성이 완전 동일한 것이 확인된 것입니다. * 인공적인 합성을 성공함으로써 추가적인 연구가 가능했군요. [정만길] 이 전합성의 성공은 대량생성을 가능하게 하여 현재 백 교수팀이 진행 중인 노화억제(수명연장) 메카니즘, 생합성 경로 및 타겟단백질 규명을 위한 길을 열어 놓은 것입니다. 화학팀의 연구성과로 인해 본 입체구조분자와 관련 유도체들의 물질특허 그리고 합성공정특허 및 용도특허를 전세계 23개국에 출원을 완료했습니다. * 세계가 이번 연구성과에 주목하는 이유는 무엇이며, 기대효과는 무엇입니까? [백융기] 항노화, 항비만, 살충제 약물의 개발근거를 발견한 것이므로 향후 이 분야의 신약연구개발에 중요한 단서를 제공했다는 점에 의미가 크다고 생각합니다. 구체적인 다우몬 활용의 예를 들자면, `소나무 에이즈'로 불리는 `소나무 재선충'의 경우 다우몬을 이용해 영구적인 휴면을 유도하면 친환경적 살충제로도 개발이 가능할 것으로 보고 있습니다. 또한, 다우몬 분비 시 체내에 지방이 축적되는 원리를 역으로 추적하면 비만의 신호전달 메커니즘을 규명 할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 이 연구를 활용하면 비만치료제 개발도 가능할 것입니다. 더 나아가 인간에게서 다우몬 수용체를 찾아 연구를 진행한다면, 난치병 환자들을 휴면상태에 있게 해 수명을 연장시켰다가 치료제가 개발되면 깨어나 치료를 받을 수 있도록 하는 영화에서나 일어날 법한 기상천외한 일이 실현될 수도 있을 것으로 기대하고 있습니다. [정만길] 다우몬의 수명연장효과와 비만억제가 인간에게까지 적용되려면 아직도 긴 시간의 연구가 필요할 것입니다. 특히 수명연장은 사회적 이해가 필요하므로, 비만억제에 대한 신약개발이 현실적으로 먼저 이루어지리라 예상됩니다. * 세계적인 연구성과를 거두신 소감을 부탁드립니다. [정만길] 이번 연구성과는 명실 공히 학제간 연구에 의한 최대의 시너지효과를 입증한 많지 않은 국내의 성공사례라 할 수 있습니다. 또한 거의 대부분의 연구가 교내에서 이루어져 연세대학교를 세계적으로 알린 연구업적이기에 더욱 큰 의의가 있다고 생각합니다. [백융기] 정 교수님 말씀처럼 이번 성과는 좋은 연구팀을 만난 덕분이라고 생각합니다. 정만길 교수님과 정판영 박사 뿐만 아니라 NMR 구조 분석에 참여해 주신 이원태 교수님(생화학과)과 홍은미 대학원생(생화학과), 배양을 도와주신 BRC의 변유량 교수님(생명공학과)께도 감사를 드립니다. 마지막으로 이번 연구의 성과는 보건복지부와 지난 2000년부터 (주)KDR의 김종문 대표의 적극적인 재정지원이 있었기에 가능했습니다. 이 자리를 빌어 다시 한번 김종문 대표께 감사의 말씀을 전하고 싶습니다. * 앞으로의 연구 계획이 있으시다면? [백융기] 다우몬 수용체의 구조와 기능을 밝혀 다우몬 매개 신호전달체계를 확실히 정립하기 위해 연구에 박차를 가할 것입니다. 1～2년 내로 다시 한번 세계가 주목할 만한 연구 성과를 낼 것을 목표로 최선을 다하겠습니다.