“생체시계, 암 치료에 효과”…삼성이 지원한 연구 뭐길래

김재경 교수의 ‘생체시계 비밀’ 연구
삼성 뉴스룸이 동영상으로 제작·공개
항암치료 오후에 받는 것이 더 효과적
“모든 치료에 생체시계 만드는 게 꿈”

김재경 카이스트 교수가 삼성전자 뉴스룸이 제작한 동영상에 출연해 연구내용을 소개하고 있다. [사진 제공 = 삼성전자]

뇌에 존재하는 24시간 주기의 생체시계가 인간의 건강을 좌우하고 암 치료에도 도움이 될 수 있다는 연구 결과가 삼성전자의 온라인 동영상 사이트에 소개되면서 화제를 모으고 있다. 영상의 주인공은 카이스트(KAIST) 수리학과의 김재경 교수. 그는 삼성 미래기술육성재단의 지원을 받아 생체시계의 미스터리를 풀기 위한 연구에 매진하고 있다.

삼성전자 뉴스룸이 최근 온라인 동영상 사이트에 공개한 ‘우리의 건강을 좌우하는 생체시계의 비밀’ 영상에서 김 교수는 “생체시계가 고장난 사람과 그렇지 않은 사람의 네트워크를 비교하면 질병의 원인을 진단할 수 있다”고 말했다.

생명 시스템이 다양한 종류의 분자와 세포들의 상호작용이 반영된 네트워크로 구성돼 있는 만큼, 생체시계의 고장여부를 파악하면 질병의 원인까지도 파악이 가능하다는 설명이다.

김 교수는 “생체시계는 2만여개의 세포들이 네트워크를 이루며 서로 상호작용을 하며 작동한다”며 “각 세포 안에는 ‘피리어드2(Period2)’라는 단백질이 12시간 동안 증가하고 12시간 동안 감소하면서 24시간 주기의 리듬을 끊임없이 만들어낸다”고 소개했다.

이같은 생체시계 덕분에 우리 몸은 밤 9시경에 멜라토닌 호르몬이 분비돼 졸립게 되고, 아침 7시가 되면 호르몬이 분비를 멈춰 일어나게 된다. 만약 밤늦게 잠을 자거나 야식을 먹는 일이 잦으면 생체시계가 고장나고 관련 질병을 얻을 확률이 높아진다.

수리생물학의 권위자인 김 교수는 생체시계가 고장났을 때 어떻게 하면 고칠 수 있을지 2만여개의 생체시계 세포들의 네트워크 수준에서 인과관계를 추정하는 새로운 수학적 방법론을 개발하고 있다. 지난 2015년에는 미분방정식을 활용한 수학적 모델링으로 온도 변화에도 생체시계의 속도가 일정하게 유지되는 원리를 발견했다. 이는 생체시계가 처음 발견된 1954년 이후 60년간 풀리지 않았던 미스터리였다.

특히 여성 혈액암 항암치료에 대한 생체시계의 인과관계를 제시하는(항암치료를 오후에 받으면 사망 확률이 12.5배 낮아짐) 등 눈에 띄는 연구 성과를 만들어내고 있다.

김 교수는 “혈액암 뿐만 아니라 다른 많은 암들도 치료하는 시간, 수술하는 시간, 약을 먹는 시간에 따라 효과가 달라질 수 있는데 이런 모든 치료행위에 대해 생체시계를 만드는 것이 꿈”이라고 강조했다.

김 교수의 ‘생명 시스템의 시계열 빅데이터로부터 다이내믹 네트워크 추정 연구’는 지난 2019년 삼성미래기술육성사업의 연구과제로 선정됐던 바 있다. 삼성미래기술육성사업은 삼성전자가 2013년부터 1조5000억원을 출연해 시행하고 있는 연구 지원 사업으로, 최근 올해 상반기 연구과제 19건을 선정하기도 했다.

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