최근 10년 노벨생리의학상 연구동향 : 2011년부터 2019년까지
1. 노벨상 수상자 현황 : 국가별 기관별 수상자 현황
노벨상 수상자 현황을 기관별 나라별로 살펴보면 과학분야 노벨상 수상자 중, 미국이 267명(43%), 영국 88명(14%) 그리고 독일 70명(11%)을 배출했다. 아시아권 국가에서는 일본이 23명(4%)으로 가장 많은 수상자를 배출하였다. 국가별 수상자 현황에서 생리의학상 수상자는 2018년까지 전체 626명 중에서 216명을 차지하여 물리학상 210명, 화학상 181명과 비교하면 가장 많은 수를 차지하였다 (표2). 이중에서 노벨상을 2회 수상한 사람은 총 4명이다. 마리 퀴리가 물리학상과 화학상, 존 바딘이 물리학상 2번, 프레데릭 생어가 화학상 2번을 수상하였다. 라이너스 폴링은 화학상 수상 이후 과학분야가 아닌 평화상을 수상하였다. 특히 생리의학상의 여성 수상자는 1947년 미국 위싱턴 대학의 거티 테레사 코리(Gerty Theresa Cori)가 ‘글리코겐의 축매작용에 의한 전환방법을 발견’한 공로로 수상을 받은 것이 최초이며, 2015년 중국 China Academy of Traditional Chinese Medicine 기관의 투유유(You you Tu)가 ‘말라리아에 대한 효과적 치료법 발견’으로 최근 노벨 생리의학상을 수상하였다.
표 1. 기관별 노벨의학상 수상자
기관별 수상자 현황은 2018년까지 하버드(22명), 스탠포드 및 막스플랑크연구소(각19명), 칼텍(18명) 상위에 분포 되어 있다. 5명이상 수상기관인 30개 기관 중 4개 기관이 연구기관이며, 나머지 26개 기관은 대학교이다(표1).
표2. 노벨 과학상 분야별 수상자 현황(2018년 수상자까지)
2. 노벨과학상 수상자 트랜드
노벨과학상 수상의 주요 트렌드는 공동수상 증가, 미국 및 유태인 편중, 여성과 고령자 증가 그리고 주제의 융합화 등으로 나타난다.
1. 공동 수상 중심으로 변화 : 특히 최근에는 3인이 공동으로 수상하는 현상
- 2011년-2019년 노벨생리의학상은 총 23명에게 주어졌고, 단독수상이 1회, 2인 공동 수상이 2회, 3인 공동수상이 6회이다.
2. 학제간 융합화에 따라 공동연구가 특징
3. 수상자 비중이 가장 높은 연령대 60-64세와 평균연령 고령화 추세
4. 나라별 미국의 수상 비중은 43%로 가장 많고 민족차원에서는 유태인이 전체 수상자의 20%를 상회하고 아시아권에서는 일본이 꾸준히 수상자 배출하고 있음.
5. 노벨생리의학 분야 연구주제는 20세기 초에는 ‘면역학, 병리학’ 중심이었으나, 최근에는 ‘분자 생물학과 생리학’ 분야의 수상이 증가하고, DNA구조분석 이후 화학 분야와 융합된 주제가 주류를 이루고 있음.
2011년-2019년 노벨생리의학상 수상 주제는 세포생리학 분야가 5회 이고, 면역학 1회, 그 외에 줄기세포, 뇌, 치료제 개발 관련 연구가 각 1회씩이다. - 세포생리학 분야에서는 세포의 life cycle에 관련된 연구가 2회 수상했다. 줄기세포 연구는 2007년 연구가 2012년 수상이 이루어져 노벨과학상에서는 예외적으로 매우 빠르게 수상이 결정된 사례이다. 이는 유도만능줄기세포 연 구가 그동안 줄기세포 연구에 드리워진 윤리적 논란을 피할 수 있었기에 가 능했던 것으로 볼 수 있다. 과거 2011년-2018년에 수상한 연구는 거의 대부분 질병 치료에 즉각적으로 적용될 수 있는 부분이었으나 최근 노벨생리의학상의 연구 주제는 생명 현상을 다루는 연구의 특성 상 실용화 및 응용 가능성과 상업적 가치도 높다는 특성이 있다.
3. 최근 10년 노벨생리의학상 수상자 및 연구 주제동향
2011년 노벨생리의학상
수상자 : 쥘 호프만, 브루스 보이틀러, 랄프 스타인만
수상 업적 : 1) 선천성 면역 시스템 기능 규명 - 호프만: 미생물 유래 분자에 의해 활성화된 선천성 면역의 Toll 탐지 체계연구, 2) 보이틀러: 박테리리아 지질다당류(LPS) 와 Toll 유사 수용체(TLR)이 결합 시 염증유발이 활성화됨을 확인, 3) 적응면역(후천성 면역)의 수지상 세포 발견 및 기능 규명
주제: 면역 체계 활성화를 위한 핵심 원칙 발견 - 주제 분류: 면역학/특성이론
의의 및 향후 발전 가능성: 선천성 및 적응 면역계의 메커니즘을 규명하여 추후 미생물 감염병 등 질환 관련 치료제 개발 연구에 기여
2012년 노벨생리의학상
수상자 : 존 거든, 신야 야마나카
수상 업적 : 1) 핵이식 및 복제 분야 개척자, 2) 유도만능줄기세포(iPS, induced pluripotent stem cell) 권위자 분화가 완료된 피부세포를 줄기세포로 바꾸는데 성공
주제: 성숙하고 특화된 세포들이 인체의 세포 조직에서 자라날 수 있는 미성숙 세포로 재프로그램할 수 있다는 것을 발견
주제 분류: 기타 분야/줄기세포
의의 및 향후 발전 가능성: 유도 만능 줄기세포 개발과 응용 연구 ⋅이미 성숙해 제 기능이 정해진 세포라도 만능 줄기세포로 재구성이 가능함을 발견 ⋅질병 진단, 치료하는 연구에 기여 ⋅배아 줄기세포 사용에 대한 윤리적 비난으로부터 자유로운 줄기세포를 획득할 수 있는 기술 개발이라는 점에서 의미가 있으며 새로운 만능 줄기세포 연구로 전환하는 시발점이 됨
2013년 노벨생리의학상
수상자 : 랜디 셰크먼, 제임스 로스먼, 토마스 쥐트호프
수상업적 : 1) 소포가 세포막에 달라붙은 뒤 안에 있는 분자물질을 전달하는 그림 제시, 2) 소포의 전달 과정에 관여하는 단백질들의 기능 규명, 3) 신경세포 간 신경 전달 물질이 전달될 때 소포의 기능에 칼슘 이온의 역할 규명
주제: 우리 몸 세포의 주요 운반 시스템인, 소포체 운반 조절 기구 발견
주제 분류: 세포 생리학/특성 이론
의의 및 향후 발전 가능성: 진핵 세포에서 분자 물질이 정확히 목적지에 전달되는 과정을 규명 ⋅세포 간 커뮤니케이션 및 분자 전달의 과정을 밝히는데 중요한 소포 수송의 매커니즘 규명에 기여
2014년 노벨생리의학상
수상자 : 존 오키프, 에드워드 모세르, 메이브리트 모세르
수상업적 : 1) 해마에 존재하는 신경세포(위치세포라 명명)들이 특정 공간에서 특정 위치 세포가 활성화됨을 발견, 2) 몸 안의 위치 확인 시스템(일종의 GPS 기능)을 발견하고 격자세포라 명명
주제: 뇌가 길을 찾는 원리 발견
주제 분류: 기타 분야/뇌 연구
의의 및 향후 발전 가능성: 위치 확인 시스템 연구는 이후 인간 및 포유류의 격자-위치 세포 연구들을 발전시키며 뇌 인지 과정의 새로운 분야 개척
2015년 노벨생리의학상
수상자 : 윌리엄 캠벨, 사토시 오무라, 유유 투
수상업적 : 1) 기생충 감염 질환인 강변실명증과 림프부종 항균 치료제 개발(아베르멕틴, Avermectin), 2) 말라리아 기생충을 파괴하는 말라리아 치료제 아르테미시닌(Artemisinin) 개발
주제: 말라리아 환자의 사망률을 낮추는 아르테미시닌 개발, 기생충 질병에 면역력을 제공하는 아버멕틴 개발
주제 분류: 치료제 개발 - 의의 및 향후 발전 가능성: 환자의 고통 및 사망률을 급격히 감소시키는데 기여 ⋅Avermectin과 Artemisinin의 항균 작용 메커니즘은 아직 밝혀지지 않음 ⋅말라리아 기생충 발견 이래 약 70년 이상 지나서 치료제가 개발됨
2016년 노벨생리의학상 -
수상자 : 요시노리 오스미
수상업적 : 세포의 불필요한 성분을 스스로 잡아먹는 자가포식 작용인 오토파지의 메커니즘을 규명하고 세포 내 물질 재활용 과정의 새로운 패러다임 제시
주제: 오토파지(autophagy, 자가포식) 현상 발견
주제 분류: 세포생리학/세포의 life cycle 조절
의의 및 향후 발전 가능성: 오토파지 원리는 다양한 질병의 치료제 개발에 응용성이 높으며, 오스미 연구는 오토파지 관련 연구의 새로운 학문을 개척하는 계기가 됨
2017년 노벨생리의학상
수상자 : 마이클 로스배쉬, 제프리 홀, 마이클 영
수상업적 : 1) 생체 리듬 제어 유전자인 period 유전자가 발현하는 PER 단백질 발견, 2) 제2유전자 timless 발견, TIM 단백질 발현 및 기능 규명 제3유전자 doubletime 발견, DBT 단백질 발현 및 기능 규명
주제: 활동일 주기(circadian rhythm)을 통제하는 분자 메커니즘 발견
주제 분류: 세포생리학/세포의 life cycle 조절
의의 및 향후 발전 가능성: 생체시계 구성 단백질 확인 및 생체시계 메커니즘 규명 ⋅수상자들의 연구로부터 일주기 생물학(circadian biology) 라는 새로운 학문이 개척되어 circadian rhythm연구가 활발해짐 ⋅고령화에 따른 인간의 삶의 질과 관련한 학문이 발전하고 있고, 생체시계 관련 연구는 수면학 등 삶의 질, 인간 생리 연구와 맞물려 발전하게 될 것으로 보임
2018년 노벨생리의학상
수상자 : 제임스 앨리슨, 혼조 타스쿠
수상 업적 : T세포의 활성을 억제하는 표면 단백질을 억제함으로써 인체의 면역시스템을 활성화시켜 암을 치료하는 면역 항암 치료법 개발
주제: 음성적 면역조절 억제에 의한 암 치료법(면역 관문 억제법) 발견
주제 분류: 면역학/응용확장
의의 및 향후 발전 가능성: 인체 면역계의 종양공격 능력을 활성화시킴으로써, 새로운 암치료 방법 개발
2019년 노벨생리의학상
수상자 : 윌리엄 케일린(William G. Kaelin Jr.)과 그래그 세멘자(Gregg L. Semenza), 영국 피터 랫클리프(Peter J. Ratcliffe)
수상업적 : ‘산소 농도에 따른 세포 반응에 관한 연구, 세포에서 ‘저산소증(hypoxia)’ 반응을 처음으로 규명
주제 : 산소농도 수준이 세포대사와 생리기능에 어떤 영향을 미치는지에 대한 기초 확립. 빈혈, 암 및 다른 많은 질병과 싸우기 위한 새로운 전략의 길 제시.
의의 및 향후 발전 가능성 : 산소 농도 수준이 기본적 인체 생리 과정을 어떻게 조절하는지에 대해 알리고, 산소 농도에 따른 세포 반응에 관한 연구를 수행해 했고 저산소증에 빠진 상태에서는 항암제가 잘 듣지 않는다는 큰 연구방향을 제시
출 처
노벨과학상 종합분석 보고서 (2019). 한국연구재단 정책혁신팀
노벨과학상 수상 연구주제의 형성과정 분석을 통한 미래유망연구주제발굴연구 (2008),전승준, 한국연구재단,
김해도 외(2018), 노벨과학상 종합분석 보고서 – 수상 현황과 트렌드를 중심으로 : 전승준 외, 노벨과학상 수상 연구주제의 형성 과정 분석을 통한 미래 유망 연구 주제 발굴 연구 (연구재단, 2012)
노벨상 홈페이지 https://www.nobelprize.org/
노벨 생리의학상 관련 https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/
노벨물리학상 관련 https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/
노벨화학상 관련 https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/