[장수철의 생물학을 위하여] 조절이 중요하다

[장수철의 생물학을 위하여] 조절이 중요하다

입력 2020-09-07 20:00
업데이트 2020-09-08 02:11
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1951년 미국의 한 병원 의료진은 연구목적으로 헨리에타 렉스라는 여성으로부터 자궁경부암 조직을 추출했다. 이 여성은 곧 세상을 떠났지만 추출한 암 조직은 70년이 지난 지금도 세포분열을 하고 있다. 이 세포는 현재도 많은 동물학 연구실에서 연구를 위해 사용하고 있는데 제공자의 이름을 따 ‘헬라 세포’라고 부른다. 많은 연구진의 노력 덕분에 이제 암은 공포의 대상이 아니지만 여전히 사망 원인 1, 2위를 다투고 있다. 암을 완전히 없앨 수는 없을까? 아마도 세포분열 자체를 막으면 가능할지 모른다.
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장수철 연세대 학부대학 교수
장수철 연세대 학부대학 교수
세포는 아무 때나 분열하지 않는다. 외부의 신호가 있거나 세포 자체가 커지면 분열한다. 세포는 우선 분열할 것인지 여부를 결정한다. 분열하기로 결정하면 분열하기 전에 준비 작업을 한다. 분열된 세포에 염색체를 나누어 주기 위해 염색체를 두 배로 증폭시켜야 하고, 염색체를 이동시키기 위해 방추사를 만든다. 그리고 핵막을 임시로 조각낼 준비 등을 한다. 준비 과정은 실제로 분열이 일어나는 시간의 9배 정도가 걸린다. 즉 세포분열이 10분 동안 일어난다면, 준비 과정은 약 90분 동안 이어진다.

세포가 분열할 것인지 여부를 결정하는 순간부터 세포분열이 조절된다고 말한다, 세포를 분리해 세포분열 실험을 해 보면, 하나의 세포는 다른 세포와 접촉하기 전까지 분열하고 다른 세포와 접촉하면 분열을 중단한다. 그리고 일부 세포를 제거하면 제거된 수만큼만 세포가 생겨난다. 그래서 세포분열은 부착할 대상이 있어야 일어나고 밀도가 높으면 더이상 일어나지 않는다.

그렇다고 해서 이러한 세포분열 조절이 모든 세포에서 무한정 일어나는 것은 아니다. 신경세포나 근육세포는 평생 분열을 하지 않는다. 그래서 어릴 때 소아마비 바이러스에 감염돼 다리의 신경세포가 손상되면 평생 다리를 절게 된다. 그리고 정상세포는 분열할 때마다 복제된 염색체의 양 끝인 말단소체가 조금씩 짧아지는데 이로 인해 세포의 종류에 따라 20~50회 정도밖에 세포분열을 하지 못한다.

그런데 정상세포의 이러한 세포분열의 한계를 완전히 무시하는 것이 바로 암세포이다. 세포는 특정 단백질들이 작동해 분열하게 되는데, 이 단백질들의 유전자가 너무 활성이 강한 돌연변이로 바뀌면 암세포가 생길 수 있다. 그리고 과도한 세포분열을 억제하는 종양억제 단백질을 만드는 유전자가 고장 나면 암세포가 생긴다. 다시 말해 세포분열이 크게 늘어났는데 이를 조절하지 못하면 암세포가 생기는 것이다. 암은 정상적인 세포분열 조절 유전자의 변형으로 일어난다.

요즈음 특정 암에 맞춤형으로 작용할 수 있는 표적 치료제와 면역요법이 암 치료에 크게 효과를 나타내고 있다. 그러나 아직도 일부 암은 세포분열을 억제하는 방법으로 치료할 수밖에 없다. 즉 고에너지 방사선이나 독한 화학약품을 사용해 치료를 하게 되는데 그러면 장세포, 모낭세포, 면역세포 등의 생성이 일어나지 않아 구역질, 모발 손실, 감염 증가 등이 발생해 암에 의한 고통뿐만 아니라 또 다른 고통을 받게 된다.

수많은 법이나 제도가 만들어지지만 많은 경우 적절한 수준에서 운영되지 않아 그 법과 제도의 존립마저 위태로워질 수 있다. 이들이 만들어진 취지가 국민을 위한 것일 텐데 조절을 무시한 암세포처럼 오히려 국민들에게 폐만 끼치게 되는 것 같다.
2020-09-08 29면
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