생체시계는 우리 몸을 지탱해 주는 핵심 역할을 한다. 지구가 24시간 자전하기 때문에 생명체들도 이 시스템에 맞춰야 한다. 올해 노벨생리의학상을 받은 세 명의 학자들은 이 같은 메커니즘을 규명했다.

이들은 30년 넘는 동안 이 분야만 파고들어 생체시계의 분자 메커니즘을 밝혀내는 성과를 거뒀다.

정석훈 서울아산병원 정신건강의학과 교수는 "미국 록펠러 대학의 마이클 영(Michael W. Young), 미국 브랜다이스(Brandeis University)대학 제프리 홀(Jeffrey C), 마이클 로스바쉬(Michael Rosbash)는 1980년대 초반부터 생체리듬의 분자생물학적 연구를 해 왔다"며 "주로 초파리의 주·야간 활동성을 근거로 생체리듬을 측정했고 per(period), tim(timeless), clk(clock), cry (cryptochrome)등의 유전자들을 변형시켰을 때 생체주기가 길어지거나 짧아진다는 것을 발견했다"고 설명했다.

이 같은 연구 결과는 시간생체학(chronobiology) 학문을 획기적으로 발전시켰다고 강조했다. 정 교수는 "이런 유전자들의 작동이 생체리듬을 조정하고 개체의 생체 내 여러 가지 변화들(수면-각성 주기, 각종 호르몬들의 분비와 억제, 혈압의 변동성 등)이 조절된다"고 말했다.

즉 우리 몸의 세포가 생체시계를 어떤 식으로 조절하는지를 발견해 낸 것이라고 해설했다. 정 교수는 "잠이 부족하고 생체리듬이 자주 깨지는 현대사회에서 해외여행에 따른 시차적응이나 교대 근무와 같은 사회적 문제들을 우리가 앞으로 어떻게 해결할 수 있을지에 대한 중요한 정보들을 제공해 준다"고 설명했다.

노지훈 서울아산병원 신경과 교수는 "2017 노벨 생리의학상을 수상한 연구자들은 세포핵 안에 있는 특정 유전자와 이 유전자가 발현시키는 단백질 간의 상호작용을 통해 일주기성 리듬이 형성된다는 것을 밝힌 바 있다"며 "일주기성 리듬은 모든 생명체에서 관찰되며 개체 안의 개별 장기 안에서도 일주기성 리듬이 이 관찰된다는 점이 후속 연구들에서 밝혀진 바 있다"고 지적했다.

일주기성 리듬이 손상되는 경우 수면 장애 이외에도 심혈관계 질환, 당뇨와 같은 대사성 질환, 치매와 같은 퇴행성 질환, 종양성 질환 등이 증가될 수 있다고 분석했다. 최근에는 수면의 양과 함께 일주기성 리듬의 변화가 알츠하이머병 등의 발생에도 영향을 미친다는 점도 확인된 바 있다고 말했다.

노 교수는 "최근에는 일주기성 리듬 조절을 통해 항암제 치료 효과를 극대화하는 연구도 진행되고 있다"며 "약제가 가장 효과적으로 반응하는 시점을 파악해 치료에 적용하는 방법 등 다양한 임상 연구에도 일주기성 리듬이 활용되고 있다"고 덧붙였다.

한편 올해 노벨생리의학상을 받은 마이클 로스바쉬(Michael Rosbash)는 미국의 유전학자이자 시간 생물학자(주기적으로 변화하는 시간과 생명현상의 관계를 연구하는 학문)이다. 미국 브랜다이스대(Brandeis University) 생물학과 교수로 재직하고 있다. 하워드 휴스 의학 연구소(Howard Hughes Medical Institute)에서 연구원으로 재직하고 있다.

마이클 영(Michael W. Young)은 초파리(Drosophila) 내에서 수면과 각성에 있어 유전자가 어떤 패턴으로 조절되는지에 대해 30년 이상을 연구해 왔다.

제프리 홀(Jeffrey C. Hall)은 초파리들의 짝짓기와 행동 리듬에 대한 신경학적 구성요소를 연구하는데 한 평생을 바친 유전학자이다.