What the sugar coating on your cells is trying to tell you | Carolyn Bertozzi

번역: Changkyun Ahn 검토: Seungmee Yun

This is a talk about sugar and cancer.

오늘 말해드릴 이야기는 당류와 암에 관한 것입니다.

I became interested in sugar when I was in college.

저는 학부생 시절, 당류에 관심을 갖게 되었습니다.

Not this kind of sugar.

이런 달달한 것들을 말하는게 아닙니다.

It was the sugar that our biology professors taught us about

제 관심을 사로잡았던 것은 생물학 교수님들로부터 수업 때 들었던

in the context of the coating of your cells.

우리 몸의 세포들 표면을 덮고 있는 당류 였습니다.

Maybe you didn't know that your cells are coated with sugar.

아마 여러분들도 세포가 당으로 덮여 있다는 사실을 모르셨을겁니다.

And I didn't know that, either,

저 역시 몰랐었구요,

until I took these courses in college,

제가 대학에서 이 수업을 듣기 전까지 말이죠.

but back then --

하지만 그 당시에는,

and this was in, let's just call it the 1980s --

그러니까 그냥 1980년대 쯤이라고 치죠,

people didn't know much about why our cells are coated with sugar.

사람들은 왜 자신들의 세포가 당으로 뒤덮혀 있는지 잘 알지 못했습니다.

And when I dug through my notes, what I noticed I had written down

그리고 저는 우연히 제 노트를 보다가, 필기했던 것을 발견했는데

is that the sugar coating on our cells is like the sugar coating

'땅콩 M&M이 설탕 코팅 된 것처럼 우리 세포도 당으로 코팅 되어있다'

on a peanut M and M.

라고 적혀있었습니다.

And people thought the sugar coating on our cells

당시 사람들은 세포를 둘러싼 당이 마치 보호막 같은 역할을

was like a protective coating

한다고 생각했습니다.

that somehow made our cells stronger or tougher.

그냥 표면을 조금 더 강하거나 단단하게 하겠거니 생각했죠.

But we now know, many decades later,

하지만 몇 십년이 지난 지금

that it's much more complicated than that,

그보다 훨씬 더 복잡한 것이라는 것을 알게 되었습니다.

and that the sugars on our cells are actually very complex.

그리고 세포를 둘러싼 당 조차도 매우 복잡한 것이란 것도 말이죠.

And if you could shrink yourself down to a little miniature airplane

여러분들이 작은 모형 비행기만큼 줄어들어서

and fly right along the surface of your cells,

세포 표면을 날아다닌다고 상상해보면

it might look something like this --

아마 이런 식으로 보일 것입니다.

with geographical features.

지형적인 특징을 지닌 듯 말이죠.

And now, the complex sugars are these trees and bushes --

그 복잡한 당들은 여기 보이는 나무들과 덤불들이나

weeping willows that are swaying in the wind

축 늘어진 버드나무 처럼 바람에 흔들리며

and moving with the waves.

춤추듯 움직이는 것입니다.

And when I started thinking about all these complex sugars

그리고 제가 이 복잡한 당들이 마치 세포표면에 있는

that are like this foliage on our cells,

나뭇잎들 같다고 생각할 무렵 쯤

it became one of the most interesting problems that I encountered

그것은 생물학자이자 화학자로서 마주했던 문제들 중

as a biologist and also as a chemist.

가장 흥미로운 것이 되었습니다.

And so now we tend to think about the sugars

그래서 오늘날 우리는

that are populating the surface of our cells

세포 표면에 흐드러진 당분자들을 마치

as a language.

일종의 언어라고 생각합니다.

They have a lot of information stored in their complex structures.

세포표면의 당이 가진 복잡한 구조 속에 다량의 정보가 저장되어 있는 것이죠.

But what are they trying to tell us?

그것들은 무슨 말을 하고있는 걸까요?

I can tell you that we do know some information

지금까지 저희는 세포 표면의 당류가 담고 있는 정보들 중

that comes from these sugars,

일부를 알아냈으며

and it's turned out already to be incredibly important

그 정보들이 이미 제약업계에서는 무척이나 귀중하다는 것을

in the world of medicine.

단언해드릴 수 있습니다.

For example, one thing your sugars are telling us

예컨대, 여러분들의 당을 통해 알 수 있는 것 중 하나는

is your blood type.

바로 혈액형 입니다.

So your blood cells, your red blood cells, are coated with sugars,

즉, 여러분들의 적혈구들은 당류로 뒤덮혀 있는데,

and the chemical structures of those sugars determine your blood type.

이 당류의 화학적 구조가 여러분들의 혈액형을 정합니다.

So for example, I know that I am blood type O.

예를 들어서, 저는 제 혈액형이 O 형이라는 것을 알고 있습니다.

How many people are also blood type O?

여기 혈액형이 O 형인 분 몇 명이나 있을까요?

Put your hands up.

손 들어주세요.

It's a pretty common one,

O 형 되게 흔한 혈액형인데,

so when so few hands go up, either you're not paying attention

손이 거의 올라가지 않는다는 것은 집중을 안 하고 계시거나,

or you don't know your blood type, and both of those are bad.

자기 혈액형을 모르신다는건데 둘 다 좋지 않은 상황이네요.

(Laughter)

(웃음)

But for those of you who share the blood type O with me,

하지만 여러분들 중 저처럼 O형 인 사람들은

what this means is that we have this chemical structure

이런 화학적 구조를 가지고 있다는 것을 의미합니다.

on the surface of our blood cells:

적혈구 표면에 말이죠.

three simple sugars linked together to make a more complex sugar.

이 세 개의 단당류들이 서로 연결되어 좀 더 복잡한 당을 만드는데,

And that, by definition, is blood type O.

이게 바로 O 형의 정의입니다.

Now, how many people are blood type A?

혈액형이 A 형인 분 있으신가요?

Right here.

여기 계시네요.

That means you have an enzyme in your cells

그 말인 즉슨, A 형인 분들에겐 특별한 효소가 있어서

that adds one more building block,

단당류 하나를 더 추가하게 되고,

that red sugar,

빨간색 단당류를,

to build a more complex structure.

조금 더 복잡한 당 구조를 만드는 거죠.

And how many people are blood type B?

혈액형 B 형인 분들은?

Quite a few.

꽤 많이 계시네요.

You have a slightly different enzyme than the A people,

여러분들은 A 형인 분들과 조금 다른 효소를 가지고 있습니다.

so you build a slightly different structure,

그래서 조금 더 다른 구조를 만들구요,

and those of you that are AB

그리고 AB 형인 분들은,

have the enzyme from your mother, the other enzyme from your father,

한가지 효소는 어머니로부터 받았고, 다른 하나는 아버지로부터 받아서

and now you make both of these structures in roughly equal proportions.

AB 형인 분들은 두 개의 구조 모두를 비슷한 비율로 만듭니다.

And when this was figured out,

이 사실이 밝혀졌을 때에,

which is now back in the previous century,

그러니까 지난 세기에 밝혀진 거였죠,

this enabled one of the most important medical procedures in the world,

이 세상에서 가장 중요한 의료처치 중 하나가 가능해졌습니다.

which, of course, is the blood transfusion.

바로 수혈 말입니다.

And by knowing what your blood type is,

본인의 혈액형을 알면,

we can make sure, if you ever need a transfusion,

수혈이 필요한 경우에는 헌혈자의 혈액형이

that your donor has the same blood type,

본인과 동일한 경우에만 수혈을 받도록 하여

so that your body doesn't see foreign sugars,

본인의 몸이 좋아하지 않으며 분명 거부 반응을 일으킬

which it wouldn't like and would certainly reject.

이질적인 당류가 들어오는 것을 막을 수 있습니다.

What else are the sugars on the surface of your cells trying to tell us?

이것 외에 세포 표면의 당류가 알려주는 것은 또 무엇이 있을까요?

Well, those sugars might be telling us that you have cancer.

어쩌면 여러분들 몸에 암이 있다는 것도 알려줄 지도 모릅니다.

So a few decades ago,

그러니까, 몇 십년 전에

correlations began to emerge from the analysis of tumor tissue.

종양 조직에 대한 분석 결과 연관관계가 드러나기 시작했습니다.

And the typical scenario is a patient would have a tumor detected,

일반적인 경우에 환자에게서 종양이 발견되면,

and the tissue would be removed in a biopsy procedure

조직 일부를 떼어내어 조직생검을 하는 과정을 거치고

and then sent down to a pathology lab

병리학 연구소로 넘겨집니다.

where that tissue would be analyzed to look for chemical changes

그곳에서 조직이 어떤 화학적 변화를 거쳤는지 분석하게 되고

that might inform the oncologist about the best course of treatment.

그 결과를 종양학자들이 가장 적합한 치료 방법을 찾는데 이용하지요.

And what was discovered from studies like that

이런 연구들을 통해 발견된 것은,

is that the sugars have changed

당류가 변화되었다는 것입니다.

when the cell transforms from being healthy to being sick.

세포가 건강한 상태에서 아픈 상태로 변하는 과정에서 당류가 변했다는 겁니다.

And those correlations have come up again and again and again.

이런 연관관계가 계속해서 자꾸 발견되다보니

But a big question in the field has been: Why?

그 분야에서 중요한 질문이 돼버린거죠 '도대체 왜?'

Why do cancers have different sugars? What's the importance of that?

왜 암세포는 다른 종류의 당을 지닐까? 그것이 왜 중요한 것일까?

Why does it happen, and what can we do about it if it does turn out

왜 이런 변화가 생기고, 만약 이것이 암의 진행 과정과

to be related to the disease process?

연관있다면 우리는 어떤 대응을 할 수 있을까?

So, one of the changes that we study

그래서 저희가 살펴본 변화 중 하나는

is an increase in the density of a particular sugar

특정한 당의 밀도가 커진다는 점인데요.

that's called sialic acid.

시알산이라고 불리는 당 입니다.

And I think this is going to be one of the most important sugars

그리고 저는 이 당이 저희 시대에서

가장 중요한 당이 될 것이라 여깁니다.

of our times,

so I would encourage everybody to get familiar with this word.

저는 여러분 모두가 이 단어와 친숙해지시길 바랍니다.

Sialic acid is not the kind of sugar that we eat.

시알 산은 우리가 먹는 당분의 한 종류가 아닙니다.

Those are different sugars.

그것들은 다른 설탕이에요.

This is a kind of sugar that is actually found

이 당은 사실 여러분들 몸의 모든 세포들에서

at certain levels on all of the cells in your body.

어느 정도는 발견되는 당의 한 종류입니다.

It's actually quite common on your cells.

실제 여러분들 세포에서는 굉장히 흔한 당입니다.

But for some reason,

아직 이유는 모르지만,

cancer cells, at least in a successful, progressive disease,

전이력이 강하고 왕성한 암세포일수록

tend to have more sialic acid

더 많은 시알산이 발견되는 경향이 있습니다.

than a normal, healthy cell would have.

정상의 건강한 세포들에 비해서 말이죠.

And why?

왜 그럴까요?

What does that mean?

그게 뭘 뜻할까요?

Well, what we've learned

저희가 발견한 것은

is that it has to do with your immune system.

그것이 인체의 면역계와 상관있다는 것입니다.

So let me tell you a little bit about the importance of your immune system

여러분들께 면역계의 중요성에 대해 먼저 조금 알려드리겠습니다.

in cancer.

암에 관해서요.

And this is something that's, I think, in the news a lot these days.

그리고 이건 요즘 뉴스에서 정말 많이 나오는 것 같습니다.

You know, people are starting to become familiar with the term

아시다시피, 사람들이 이런 단어를 많이 접하잖아요.

"cancer immune therapy."

"면역항암요법"

And some of you might even know people

심지어 여러분들 중 몇몇 분들은

who are benefiting from these very new ways of treating cancer.

지인들 중에 이 최신 암 치료법의 수혜자들이 있을 수도 있겠네요.

What we now know is that your immune cells,

우리는 면역 세포, 즉 혈류속의 백혈구들이

which are the white blood cells coursing through your bloodstream,

매일같이 우리를 보호해준다는 것을 알고 있습니다.

protect you on a daily basis from things gone bad --

변질된 것들로부터 우릴 매일매일 보호해주죠.

including cancer.

암도 여기 포함됩니다.

And so in this picture,

이 그림을 보시면,

those little green balls are your immune cells,

저 초록색 작은 공 같은게 면역세포이구요,

and that big pink cell is a cancer cell.

저 큰 분홍색 세포는 암세포 입니다.

And these immune cells go around and taste all the cells in your body.

이런 면역세포들이 여러분들의 몸 속을 돌아다니며 다른 세포들의 맛을 봅니다.

That's their job.

그게 쟤들 일이에요.

And most of the time, the cells taste OK.

대부분의 경우, 세포들의 맛은 정상입니다만

But once in a while, a cell might taste bad.

이따금씩 세포의 맛이 이상한 경우도 있습니다

Hopefully, that's the cancer cell,

그것이 암세포일 때, 다행히도

and when those immune cells get the bad taste,

면역세포들이 그 나쁜 맛을 알아차렸다면,

they launch an all-out strike and kill those cells.

가진 무기를 총동원하여 그 암세포들을 죽입니다

So we know that.

이건 우리가 알고 있는 사실입니다

We also know that if you can potentiate that tasting,

또한 저희는 그 '맛보는 능력' 을 강화시킨다면, 그러니까

if you can encourage those immune cells to actually take a big old bite

면역세포들로 하여금 암세포를

out of a cancer cell,

크게 한입 베어물어 보게 만들면,

you get a better job protecting yourself from cancer every day

평상시에 면역세포가 암으로부터 몸을 더 잘 보호하게 되고

and maybe even curing a cancer.

암의 치료로도 이어질 수 있겠죠

And there are now a couple of drugs out there in the market

현재 시판되는 약들 중 두어 가지가

that are used to treat cancer patients

정확히 이런 과정을 통해서

that act exactly by this process.

암 환자를 치료하는 데에 사용되고 있습니다

They activate the immune system

그 약들은 면역계를 활성화하여

so that the immune system can be more vigorous

면역계의 활동이 더 왕성하게 일어나

in protecting us from cancer.

암으로부터 우리를 보호하는거죠.

In fact, one of those drugs

실제로 그 약들 중 하나가

may well have spared President Jimmy Carter's life.

지미 카터 전 대통령의 목숨을 구했다고 말할 수 있습니다

Do you remember, President Carter had malignant melanoma

지미카터 전 대통령이 악성 흑색종에 걸렸고, 이 병이 뇌로 전이됐던 것을

that had metastasized to his brain,

기억하시나요?

and that diagnosis is one that is usually accompanied by numbers

대부분의 경우 그런 진단에는 옆에 숫자가 하나 더 달라붙습니다.

like "months to live."

"남은 생존 개월 수"

But he was treated with one of these new immune-stimulating drugs,

그러나 그는 새로운 면역 자극 약물을 이용한 치료를 받았고,

and now his melanoma appears to be in remission,

지금 그의 흑색종은 차도를 보이고 있는 중입니다,

which is remarkable,

불과 몇년 전의 상황과

considering the situation only a few years ago.

비교해보아도 놀라운 발전인 것이죠.

In fact, it's so remarkable

정말로 놀라운 일이여서

that provocative statements like this one:

이런 식의 도발적인 문구도 있었습니다.

"Cancer is having a penicillin moment," people are saying,

"이제 암도 쉽게 치료 가능해진다" (페니실린 덕분에 감염질환이 줄었듯이)

with these new immune therapy drugs.

이 새로운 면역 치료 약물 덕분에 말이죠.

I mean, that's an incredibly bold thing to say about a disease

제 말은 그러니까 오랜 역사 동안 인류가 싸워서 대부분의 전투에서

which we've been fighting for a long time

져왔던 질환을 대상으로 저렇게 말하는 것은

and mostly losing the battle with.

엄청나게 대담한 것이죠

So this is very exciting.

아주 신나는 일입니다

Now what does this have to do with sugars?

그렇다면 이게 당류와 무슨 상관이 있을까요?

Well, I'll tell you what we've learned.

저희가 밝혀낸 것을 말해드리겠습니다.

When an immune cell snuggles up against a cancer cell to take a taste,

면역세포들이 암세포에 달라붙어서 맛을 볼려고 노력할 때,

it's looking for signs of disease,

병의 징후가 있는지 찾으려고합니다

and if it finds those signs,

그래서 그런 징후를 찾으면,

the cell gets activated and it launches a missile strike and kills the cell.

면역세포는 활성화 되어 미사일 공격을 퍼붓고 그 세포를 죽입니다.

But if that cancer cell has a dense forest of that sugar, sialic acid,

그러나 만일 암세포가 빽빽한 숲과 같은 당, 즉 시알산으로 싸여있으면

well, it starts to taste pretty good.

뭐, 굉장히 좋은 맛이 나겠죠.

And there's a protein on immune cells that grabs the sialic acid,

저 면역세포의 단백질이 바로 시알산에 달라붙는 건데요,

and if that protein gets held at that synapse

만일 저 단백질이 암세포와 면역세포의

between the immune cell and the cancer cell,

틈에서 저렇게 붙들려 있으면

it puts that immune cell to sleep.

면역세포들은 잠잠해집니다.

The sialic acids are telling the immune cell,

시알산은 면역세포들에게 이렇게 말합니다,

"Hey, this cell's all right. Nothing to see here, move along.

"어이, 이 세포는 멀쩡해. 여기는 볼일 없으니

다른 데 가서 찾아 가봐."

Look somewhere else."

So in other words,

다른 식으로 말하면,

as long as our cells are wearing a thick coat of sialic acid,

우리 몸의 세포들이 두꺼운 시알산 코트를 입고 있는 한,

they look fabulous, right?

근사해 보이지 않겠어요?

It's amazing.

굉장해요

And what if you could strip off that coat

만일 그 코트를 벗겨버리고

and take that sugar away?

당을 제거하면 어떻게 될까요?

Well, your immune system

여러분의 면역체계는

might be able to see that cancer cell for what it really is:

암세포의 실체, 즉 자신이 파괴해야 하는 세포라는 것을

something that needs to be destroyed.

알아차릴 수도 있겠죠

And so this is what we're doing in my lab.

이게 저희 실험실에서 연구하는 주제입니다

We're developing new medicines

저희는 신약을 개발하고 있는데,

that are basically cell-surface lawnmowers --

마치 '세포 표면 잔디깎이' 와 같은

molecules that go down to the surface of these cancer cells

역할을 하는 분자로, 암세포의 세포 표면에서 시알산을

and just cut off those sialic acids,

깎아내 버리는 그런 약입니다

so that the immune system can reach its full potential

그래서 면역체계가 온전히 제 기능을 발휘하여

in eliminating those cancer cells from our body.

우리 몸으로부터 암세포를 제거할 수 있도록 말이죠

So in closing,

마지막으로,

let me just remind you again:

여러분들께 다시 상기시켜드리고픈 것은

your cells are coated with sugars.

여러분들의 세포는 당으로 뒤덮혀 있으며

The sugars are telling cells around that cell

이 당들이 주변의 세포들에게 자신이 좋은 세포인지 나쁜 세포인지를

whether the cell is good or bad.

알려준다는 것입니다.

And that's important,

그 점이 중요합니다.

because our immune system needs to leave the good cells alone.

왜냐하면 면역체계가 정상 세포들은 가만히 놔두어야 하니까요.

Otherwise, we'd have autoimmune diseases.

안 그랬다간, 자가면역질환이 생깁니다.

But once in a while, cancers get the ability

간혹 암세포들이 자기 표면에

그 새로운 당들을 발현시키는 능력을 갖게되고

to express these new sugars.

And now that we understand

우리는 이제 어떻게 그 당들이

how those sugars mesmerize the immune system,

면역체계를 교란시키는지를 알게 되었기 때문에

we can come up with new medicines to wake up those immune cells,

새로운 약을 개발해서 그런 면역 세포들이 제정신을 차리도록하고

tell them, "Ignore the sugars, eat the cell

"당은 무시하고, 그 세포를 먹어버려."

and have a delicious snack, on cancer."

"암세포, 맛있게 먹어" 라고 말할 수 있을 겁니다.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(환호)