과학기술부(부총리 겸 장관 金雨植)와 한국과학재단(이사장 權五甲)은 유전적 요인의 파킨슨병 발병 원인을 세계 최초로 규명한 공로로 한국과학기술원 정종경(鄭鍾卿, 43세) 교수를 이달의 과학기술자상 12월 수상자로 선정하였다.

정 교수는 과학기술부와 한국과학재단이 지원하는 창의적연구진흥사업(세포성장조절유전체연구단)의 연구 책임자로서 지난 수년간 파킨슨병을 비롯한 다양한 유전적 질병의 발병 원인을 규명하는 연구를 수행하고 있다.

파킨슨병은 치매에 이어 두 번째로 빈번하게 발생하는 퇴행성 뇌 질환으로, 노인 100명당 1명꼴로 발생하는 것으로 알려져 있다. 인구의 고령화와 함께 환자수도 크게 증가하고 있으나, 현재까지 정확한 발병원인이 밝혀지지 않아 효과적인 치료제와 진단시약의 개발이 미흡한 상황이다.

정 교수는 우리나라만이 가지고 있는 초파리 질병라이브러리를 이용하여, 유전적인 요인으로 발생하는 파킨슨병의 원인을 개체 수준에서 세계 최초로 규명하여 지난 5월 그 결과를 최고 권위의 네이처지에 게재하였다. 이번 연구 성과는 셀, 뉴트론 등 최고 권위의 과학 학술지들에서도 특별 해설 자료를 게재하는 등 국제학계의 많은 주목을 받았다.

정 교수는 이번 연구 성과 외에도 지난 수년간 파킨슨병 관련 연구를 꾸준히 수행하여, 미국국립학술학회지(PNAS, 2005년)에 논문을 게재하는 등 관련 분야를 선도하는 과학자로 인정받고 있다.

정 교수의 연구 성과는 파킨슨병 치료제 개발에 새로운 패러다임을 제시한 기념비적인 업적으로 평가받고 있으며, 이번 연구결과를 계기로 국내외에서 파킨슨병 치료제 개발을 위한 활발한 연구가 진행될 것으로 기대되고 있다.

용 어 설 명

1. 도파민성 신경세포: 도파민이라는 신경전달물질을 만들고 분비하는 신경세포를 일컫는다. 이 신경세포가 죽거나, 기능에 문제가 생기게 되면 파킨슨씨병을 유발할 수 있다.

2. 미토콘드리아: 세포의 필수 구성요소 중 하나로, 세포가 필요한 에너지 (ATP) 생산을 담당한다.

3. 파킨(Parkin), 핑크1(PINK1): 파킨슨병 핵심 원인 유전자로 알려진 파킨과 핑크1은 각각 세포 내에서 변형된 단백질 제거 또는 단백질 인산화에 관여하는 효소기능을 지니고 있다. 열성형질로 나타나는 파킨슨병의 대부분이 이들의 기능이 소실되어 생겨나는 것으로 알려져 있다.

4. JNK: 다양한 세포 스트레스 (높은 온도, 활성 산소, 세포 구성성분 손상 등)로 인해서 활성화되어 세포사멸을 일으키는 단백질이다. JNK의 기능은 세포사멸을 비롯하여 다양한 발생과정에도 연관되어 있으며, 현재 그 기능에 관한 많은 연구가 진행 중이다.

5. 초파리 질병모델라이브러리: 인간에서 질병을 유발하는 여러 유전자들은 초파리에 매우 잘 보존되어 있는데 (70% 이상), 이들 질병유전자 각각을 조작한 초파리 라인 전체를 일컫는 용어이다. (주)제넥셀에서 구축하여 보유하고 있는 초파리 라이브러리 규모는 2만 5천 라인에 달한다. 초파리의 한 세대가 2주에 불과하므로, 다양한 유전학 방법으로 각각의 인간 질병 유전자를 보유한 초파리를 이용하여 해당 인간 질병을 비교적 손쉽게 연구할 수 있다.


정종경(鄭鍾卿) 교수 이력사항

성 명 : 정종경 (Jongkyeong Chung)
생년월일 : 1963. 2. 25
직 장 : 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 정교수

- 학력

1981.3-85.2 서울대학교 약학과 (학사)
1985.3-87.2 서울대학교 약학과 (석사)
1989.9-93.6 하바드대학교 (이학박사)

- 주요경력

1993.06 - 1994.12 다나파버암연구소(미국 보스톤) 박사후연구원
1995.01 - 1996.07 하바드의과대학 박사후연구원
1996.08 - 현재 한국과학기술원 생명과학과 조교수/부교수/정교수
2001.06 - 현재 과학기술부 지정 창의연구단'세포성장조절 연구단'단장
2002.01 2002.12 한국분자세포생물학회 학술위원
2005.09 - 현재 대한약학회 학술위원
2006.02 - 현재 보건복지부 보건의료기술진흥사업 전문위원

- 주요 수상사항

2002. 02 한국과학기술원 우수강의상
2002. 05 우수 한국인 의과학자 20인상-대한의사협회
2003. 02 한국과학기술원 연구상
2006. 02 생명약학회 우수논문상
2006. 12 이달의 과학기술자상-과학기술부


수 상 업 적

수상업적 : 유전적 요인의 파킨슨병 발병원인 세계 최초 규명

업적요지

정종경 교수는 파킨슨병의 원인 유전자인 ‘파킨’과 ‘핑크1’의 기능을 개체 수준에서 규명하고 이들 사이의 상호작용을 밝혔으며, 이들 유전자의 상실로 인해 도파민성 신경세포와 근육세포의 미토콘드리아에 기능 이상이 발생하여 파킨슨병으로 진행될 수 있음을 제시하였다.

업적내용

도파민성 신경세포의 파괴와 급격한 운동성 장애가 주된 병리적 증상인 파킨슨병은 환경적인 요인과 유전적인 요인 두 가지에 의해 일어난다고 알려져 있다. 정종경 교수는 파킨슨병의 핵심 원인 유전자로 알려진 ‘파킨’과 ‘핑크1’의 유전자를 상실한 돌연변이 초파리를 제작하였으며 이들에 대한 연구를 수행하여, ‘파킨’과 ‘핑크1’이 도파민성 신경세포와 근육세포 내에서 ‘미토콘드리아’라는 세포소기관의 정상적인 기능유지에 필요함을 증명하였다. 또한, 이들 원인 유전자를 상실할 경우 급격한 미토콘드리아의 변형 및 파괴가 발생하며 이로 인해 파킨슨병이 유발될 수 있음을 증명하였다. 이러한 미토콘드리아의 변형 및 파괴는 ‘JNK’라는 효소의 비정상적 활성으로 이어지며, 궁극적으로 세포사멸로 연결된다는 사실도 밝혔다. 또한 ‘파킨’ 유전자를 인위적으로 과발현할 경우, ‘핑크1’의 소실로 유도되는 모든 파킨슨병 관련 증상을 정상에 가깝게 되돌리는 것을 증명함으로써, 이들 유전자들의 상호작용을 밝혀내었다.

파급효과

현재 주요 7개국의 파킨슨병 환자 수는 약 300만 명으로 추정되고 있으며, 효과적인 치료제가 개발되어 있지 않은 상황임에도 전 세계 파킨슨병 치료제 시장 규모는 수천억 원에 달하고 있다. 이번 연구 성과를 바탕으로 효과적인 파킨슨병 치료제와 진단시약이 개발될 경우, 그 시장규모는 훨씬 커질 것으로 기대되고 있다.

기타사항

정종경 교수는 국내외 한국인 과학자 중 생명/의학 분야에서 최근 2년간 SCI impact factor 10점 이상의 우수 연구논문(리뷰논문 제외)을 가장 많이(4편) 발표한 우수 연구자이며, 이들 논문을 포함하여 2001년 이후 총 21편의 논문을 우수 저널에 발표한 바 있다. 정 교수의 논문은 세포생물, 발생학, 유전학 등의 다양한 연구기법을 사용하여 생명현상의 핵심인 세포신호전달 과정의 비밀을 해체하는데 집중되어 왔다. 정 교수는 지난 5년간의 연구를 통해 알려진 파킨슨병 원인 유전자 6개 중 4개(PINK1, Parkin, DJ-1, LRRK2)에 대하여 최초 또는 독자적인 모델동물을 제조하여 연구하였으며, 최근 Nature지에 발표한 연구를 통해서 미토콘드리아의 기능을 조절하는 새로운 신호전달계(signal transduction pathway)의 존재를 예측하였다. 정종경 교수는 사람의 질병 원인 유전자에 대한 다양한 질병 모델동물들을 독자적으로 구축하고 있어 질병 유전자의 분자기전을 손쉽게 유전학적인 연구를 수행할 수 있다. 더욱이 모델동물에서 얻어진 연구 성과를 사람 연구로 바로 연결할 수 있는 연구 시스템을 갖추고 있어 국내외 경쟁 그룹에 비해 우수한 연구 경쟁력과 수월성을 확보하고 있다.