EBS 방송을 보던 중 유익한 강연이 있어 공유 드립니다
EBS 에서 '위대한 수업' 이라는 프로그램을 방송 했었습니다
'위대한 수업' 프로그램에는 다양한 주제로 여러 강연을 소개 했었는데요.
여러 강연 중 암을 주제로한 강연도 있어, 암 연구의 세계적인 권위자 로버트 와인버그 교수님의 강연을 간략히 정리해 봤습니다
이 강연은 EBS 로그인 후 무료로 시청 가능 합니다 (아래 링크 참조)
[강연자 소개]
로버트 와인버그 교수
(메사추세츠 공과대학 생물학)
• 1984년 분자생물학 NAS 상
• 1997년 미국 국가 과학상 생물과학 부문
• 2013년 생명과학 부문 혁신상
• <암의 생물학> 저자
• RAS 유전자 발견
• 종양억제유전자발견
[강연 순서]
1강 암이란 무엇인가
• https://www.ebs.co.kr/tv/show?prodId=411911&lectId=60117044
2강 무엇이 암을 유발하나
• https://www.ebs.co.kr/tv/show?prodId=411911&lectId=60117045
3강 암은 어떻게 증식하는가
• https://www.ebs.co.kr/tv/show?prodId=411911&lectId=60118924
4강 전이는 어떻게 진행되나
• https://www.ebs.co.kr/tv/show?prodId=411911&lectId=60118925
5강 어떻게 치료할 것인가
• https://www.ebs.co.kr/tv/show?prodId=411911&lectId=60120459
[간략요약]
3강 암은 어떻게 증식하는가
• 많은 종류의 암세포들은 외부로부터 증식 신호를 받았다고 착각한다. 그렇게 되면 암 세포들은 비정상적으로 증식하게 된다
• 이 비정상적인 증식이 암이 시작되는 원인이다
• 세포 외부에 있는 수용체는 다른 세포로부터 신호를 받아 활성화 되고 그 신호를 세포 내부로 전달 시킨다
• 이 과정을 신호전달 경로라 한다.
• 신호전달 과정 중 빨간색 B 단백질은 두가지 모드가 있는데, 마치 방안에 스위치처럼 켜짐과 꺼짐 모드가 있다
• 즉 B 단백질은 켜졌다 꺼졌다 할수있다. 켜졌을 때는 세포 내부로 증식을 촉진하는 신호를 보낸다
• 그런데 증식 신호를 보낸는 'B' 빨간 단백질이 손상을 입으면, 스위치가 고장나서 꺼지지 못하는 상태가 될 수 있다
• 정상적인 원래 상태에선 10초 동안만 켜져 있어야 하는데, 10분 / 20분 / 50분 동안 계속 켜져있게 된다
• 그렇게 되면 스위치가 스스로 꺼질수가 없어, 세포에는 켜짐 신호가 쇄도하게 된다
• 때문에 세포에 증식 촉진 신호가 가득차 있는 상황이 만들어진다
• 인간 게놈의 유전자 2만개 중에서 약 50개 정도가 암 발생에 관여하게 된다
• 이런 유전자 중 대다수를 종양유전자(Oncogene)라 한다
• 이런 종양유전와는 다른 방식으로 암 발생의 관여하는 유전자도 있는데, 이를 종양억제유전라 한다
• 종양억제유전자는 세포 증식을 촉진하는데 개입하지 않고 오히려 증식을 멈추도록 만든다(자동차의 브레이크 역할)
• 사실 거의모든 암은 이 두종류의 돌연변이 유전자를 가지고 있다 (종양유전자 / 종양억제유전자)
• 종양유전자 = 가속 폐달이 눌린채로 빠르게 달리는 자동차의 폐달과 같다 (과도하게 활성화된 유전자)
• 종양억제유전자 = 브레이크가 고장나 멈출수 없는 자동차와 같다 (종양에서 비활성화된 유전자)
• 결국 과도하게 활성화된 종양유전자와 비활성화된 종양억제유전자의 공모로 암이 발생한다
• 세포 안에서 신호를 처리하는 이 회로는 무려 15억년 동안이나 진화해 왔다
• 인간은 살아가면서 1경 번 세포 분열을 겪는다
• 인간의 세포는 최소 5개의 유전자에 돌연변이가 생겨야 암세포처럼 증식하기 시작한다
• 따라서 5가지 중요회로 모두가 망가져야 세포가 비정상적으로 증식할 수 있다
• 이런일은 쉽게 일어나지 않는다. 다시말해 인간의 세포는 암에 저항 하도록 진화해 왔다
• 만약 단 하나의 돌연변이로 암이 생긴다면, 생후 6개월만에 암으로 뒤덮히게 된다
• 암이 진행 되는데는 매우 오랜 시간이 필요하다. 대장암의 경우 30~60년 정도가 걸린다
• 우리 대부분은 60세 에서 70세가 될 때 쯤 이미 초기 단계의 대장암을 겪게된다
• 운이 좋다면 대장암이 생명을 위협하는 단계 까지는 진행되지는 않을 것이다
• 많은 사람들이 신체 노화를 겪으면서 초기 단계의 암을 경험할 수는 있지만, 이 모든 단계를 거쳐 심각한 종양이 형성되는 일은 매우 드물 것이다
• 많은 종류의 암세포들은 외부로부터 증식 신호를 받았다고 착각한다. 사실 그런 신호가 전달된 적이 없음에도 불구하고...
• 그렇게 되면 암 세포들은 비정상적으로 증식하게 된다
• 이 비정상적인 증식이 암이 시작되는 원인이다
• 세포 외부에 있는 수용체는 다른 세포로부터 신호를 받아 활성화 되고 그 신호를 세포 내부로 전달 시킨다
• 이 과정을 신호전달 경로라 한다.
• 신호전달 경로는 수용체가 받은 신호를 처리하는 과정이다.
• 즉 신호를 증폭 시키기도 하고 감소 시키기도 하면서 최종적으로 세포증식 여부를 결정하는 세포핵으로 정보를 보낸다
• 이 수용체는 단백질 A -> B -> C -> D 를 거처 마지막으로 세포핵으로 전달한다
• 빨간색 B 단백질은 두가지 모드가 있는데, 마치 방안에 스위치처럼 켜짐과 꺼짐 모드가 있다
• 즉 B 단백질은 켜졌다 꺼졌다 할수있다. 켜졌을 때는 세포 내부로 증식을 촉진하는 신호를 보낸다
• 이 스위치는 스스로 전원을 끌 수도 있으며, 평상시에는 꺼져 있다가 가끔 증식을 촉진하는 신호를 받는다
• 세포증식 촉진 신호를 받으면, 스위치가 켜지고, 꺼짐 상태에서 켜짐 상태로 바뀐다
• 그런데 증식 신호를 보낸는 'B' 빨간 단백질이 손상을 입으면, 스위치가 고장나서 꺼지지 못하는 상태가 될 수 있다
• 그렇게 되면 정상적인 스위치 처럼 저절로 꺼지지 않고 훨씬 더 오래 켜진 상태로 머물게 된다
• 원래 정상적인 스위치는 꽤 빠르게 스스로 꺼지는 반면, 손상을 입은 단백질의 스위치는 오랫동안 켜진 상태로 머무르게 된다
• 정상적인 원래 상태에선 10초 동안만 켜져 있어야 하는데, 10분 / 20분 / 50분 동안 계속 켜져있게 된다
• 그렇게 되면 스위치가 스스로 꺼질수가 없어, 세포에는 켜짐 신호가 쇄도하게 된다
• 때문에 세포에 증식 촉진 신호가 가득차 있는 상황이 만들어진다
• 스위치가 스스로 작동을 멈추지 않아, 꺼지지 않았기때문이다. 이런 상태는 세포에 치면적인 영향을 미친다
• 이 스위치에도 돌연변이와 단백질 변화가 존재한다
• 즉 돌연변이로 인해 이 단백질 스위치가 스스로 꺼질 수 없게된다. 그것이 세포의 증식 촉진 신호가 가득차는 상황을 만들게된다
• 다시 말하면 세포는 몇 초 단위가 아니라 몇 분, 몇 시간, 심지어 몇 일씩 계속해서 신호를 받게된다
• 이런 상황은 세포의 행동을 망가뜨리게 된다
• 인간 게놈의 유전자 2만개 중에서 약 50개 정도가 암 발생에 관여하게 된다
• 이 유전자들은 단백질을 만들고, 이 단백질은 종양 세포의 성장을 결정하는 중요한 조절 인자이다
• 이런 유전자 중 대다수를 종양유전자(Oncogene)라 한다
• 종양유전자는 끊임없이 증식 촉진 신호를 내보내는 단백질을 만든다
• 이런 종양유전자의 예로 RAS 종양 유전자를 들수 있다
• 이 유전자는 단백질이 증식 촉진 신호를 조금만 내보내야 할 때 오히려 신호를 끊임없이 내보내게 한다
• 이런 종양유전와는 다른 방식으로 암 발생의 관여하는 유전자도 있는데, 이를 종양억제유전라 한다
• 종양억제유전자는 세포 증식을 촉진하는데 개입하지 않고 오히려 증식을 멈추도록 만든다(자동차의 브레이크 역할)
• 이 유전자들은 증식이 부적절 할 때 증식이 멈춰야 한다고 세포에게 말해준다
• 사실 거의모든 암은 이 두종류의 돌연변이 유전자를 가지고 있다 (종양유전자 / 종양억제유전자)
• 종양유전자 = 가속 폐달이 눌린채로 빠르게 달리는 자동차의 폐달과 같다 (과도하게 활성화된 유전자)
• 종양억제유전자 = 브레이크가 고장나 멈출수 없는 자동차와 같다 (종양에서 비활성화된 유전자)
• 결국 과도하게 활성화된 종양유전자와 비활성화된 종양억제유전자의 공모로 암이 발생한다
• 이 두 종류 유전자의 영향으로 암세포는 통제 불가능할 정도로 무한증식하게 된다
• 세포 내의 신호전달 경로는 지금껏 설명한 것 보다 훨씬 더 복잡하다
• 너무 복잡해서 실제로 어떻게 작동하는지 이해하기 쉽지않다
• 세포 안에서 신호를 처리하는 이 회로는 무려 15억년 동안이나 진화해 왔다
• 결국 세포는 오랜시간 진화를 거처 오면서 언제 증식을 하면 좋을지 스스로 판단하는 능력을 얻게 되었다
• 여기 이 글자들은 각각의 단백질을 나타내고, 이 단백질은 마치 전기회로의 부품처럼 작동한다
• 들어온 신호를 증폭하거나 줄이거나 차단한다
• 이것은 우리 몸에서 암이 형성되는데 흥미롭고 중요한점을 시사한다
• 인간은 살아가면서 1경 번 세포 분열을 겪는다
• 따라서 유전적인 재앙이라 할 수 있는 돌연변이가 나타날 가능성도 높다
• 그래서 우리 세포는 돌연변이에 저항 하도록 암세포로 쉽게 변하지 못하도록 진화해왔다
• 인간의 세포는 최소 5개의 유전자에 돌연변이가 생겨야 암세포처럼 증식하기 시작한다
• 이 5가지 유전자는 세포 안에서 중요한 역할을 하는 5가지 회로를 대표한다
• 따라서 5가지 중요회로 모두가 망가져야 세포가 비정상적으로 증식할 수 있다
• 이런일은 쉽게 일어나지 않는다. 다시말해 인간의 세포는 암에 저항 하도록 진화해 왔다
• 만약 단 하나의 돌연변이로 암이 생긴다면, 생후 6개월만에 암으로 뒤덮히게 된다
• 즉 중복적이고 복잡한 신호전달 과정을 통해 정상 세포가 암세포로 바뀌는 것, 즉 변화가 일어나지 않도록 한다
• 단 하나의 돌연변이로 암세포가 생기지 못하도록, 우리몸은 암이 생기는 것을 막기위해 여러가지 대응 체계를 가지고 있다
• 이처럼 다중 통제 장치를 두어 암세포가 만들어지는 것을 막고, 다시 유전자 돌연변이가 진행 되어야 암세포로 변하게 된다
• 암의 발전 과정에서 생기는 이런 다양한 변화들이, 사실 암이 생기고 있는 세포들의 또 다른 유전자 변이를 의미한다
• 종양이 형성되는 단계를 현미경으로 본 사진
• 암은 형성 단계마다 다른 이름으로 불리운다
• 암 형성 단계마다 비정상 정도가 증가한다
• 이 세포들이 완전히 정상인 상태에서 심각한 수준의 비정상 상태로 진행 되려면 일련의 돌연변이 유전자가 필요하다
• 즉 정상 세포가 암세포처럼 증식 하려면, 여러 유전자에서 변이가 일어나야한다
• 암이 진행 되는데는 매우 오랜 시간이 필요하다. 대장암의 경우 30~60년 정도가 걸린다
• 우리 대부분은 60세 에서 70세가 될 때 쯤 이미 초기 단계의 대장암을 겪게된다
• 운이 좋다면 대장암이 생명을 위협하는 단계 까지는 진행되지는 않을 것이다
• 많은 사람들이 신체 노화를 겪으면서 초기 단계의 암을 경험할 수는 있지만, 이 모든 단계를 거쳐 심각한 종양이 형성되는 일은 매우 드물 것이다