아지즈 산자르: 세포는 어떻게 스스로를 복구하는가

1977년, 미국에서 박사 학위를 갓 취득한 터키인 의사가 예일대학교에서 실험실 기술자로 일자리를 얻었다. 그는 4년 전에도 미국에 도전했다가 실패하고 고국으로 돌아간 적이 있었다. 그 기술자의 작업대에서 그는 살아있는 세포가 자신의 DNA 손상을 찾아내어 잘라내는 분자 기전을 밝히기 위해 5년을 보냈다. 2015년, 그 연구는 그를 스톡홀름으로 이끌었다.

사부르

아지즈 산자르는 1946년 9월 8일 터키 남동부 마르딘주 사부르에서 8남매 중 일곱째로 태어났다. 부모님은 교육을 받지 못했지만 자녀들은 교육을 받아야 한다고 고집했다. 그는 부모와는 아랍어로, 형제자매와는 터키어로 대화했다. 이 가족은 여러 명의 공인을 배출했다. 장남 케난은 터키군 준장이 되었고, 정치인 미트하트 산자르는 그의 사촌이다.

그는 이스탄불 대학교 의과대학에 진학하여 1969년 의학 박사(MD) 학위를 수석으로 졸업했다. 그러나 의학이 그의 종착점은 아니었다. 그는 그 밑바탕에 있는 화학을 원했다.

잘못된 시작과 두 번째 도전

1973년, 산자르는 존스 홉킨스 대학교에서 박사후 연구원으로 일하기 위해 미국에 왔다. 그러나 적응의 어려움으로 약 18개월 만에 터키로 돌아가야 했다. 이는 대부분의 과학자 경력을 끝내는 종류의 퇴각이었다. 하지만 그의 경력은 끝나지 않았다.

그는 돌아와서 텍사스 대학교 댈러스 캠퍼스의 클로드 스탠 루퍼트 밑에 등록했고, 1977년 대장균(Escherichia coli)의 광회복 효소인 DNA 광분해효소에 관한 논문으로 박사 학위를 받았다. 1976년 박사 과정 중에 그는 광분해효소 유전자를 복제했다. 이 효소는 가시광선을 이용하여 자외선이 DNA에 새기는 가장 흔한 유전적 손상인 티민 이량체를 복구한다. 산자르는 이후 20년 동안 광분해효소를 추적하여 그 광주기의 라디칼을 직접 관찰하기에 이르렀다. 반응의 순간을 포착한 것이다.

같은 1978년, 그는 박사 과정 중에 만난 그웬 볼스와 결혼했다. 그녀 역시 생화학 및 생물물리학 교수가 되었다.

예일의 기술자

박사 학위를 갓 받은 그에게 교수직을 제안하는 사람은 아무도 없었다. 1977년부터 1982년까지 그는 예일대학교에서 처음에는 실험실 기술자로 일하며 이 분야를 정의하게 될 과학적 성과를 냈다.

그는 UvrABC 엔도뉴클레아제를 식별하고 그 정확한 기능을 밝혀냈다. 손상된 DNA 가닥에 직면하면 이 효소 복합체는 손상된 가닥을 두 번 절단하여 손상을 포함한 12~13개의 뉴클레오타이드 조각을 잘라낸다. 그 틈은 온전한 상보적 가닥에서 채워진다. 이것이 뉴클레오타이드 절제 복구이며, 산자르는 이를 단순한 현상에서 기전으로 환원시켰다. 즉, 특정 단백질군, 특정 절단 부위, 그리고 제거되는 염기의 개수를 셀 수 있는 구조이다.

그 의미는 인간의 질병에 직접적으로 닿아 있다. 이 절제 복구가 불가능한 세포는 돌연변이를 축적하지 않고는 햇빛 아래에서 살아남을 수 없다. 같은 논리가 DNA를 손상시켜 작용하는 항암제에 종양이 저항하는 방식에도 적용된다. 복구를 이해하는 것은 암이 왜 시작되는지, 그리고 왜 때때로 암을 죽일 수 없는지를 이해하는 것이다.

채플힐

1982년, 노스캐롤라이나 대학교 채플힐 캠퍼스가 그를 고용했다. 그는 그곳을 떠나지 않았다. 그는 사라 그레이엄 키넌 생화학 및 생물물리학 교수가 되었고, UNC 라인버거 종합 암 센터의 일원이 되었다. 2005년에는 미국 국립과학아카데미 회원으로 선출되었는데, 이는 터키인으로서는 최초였다.

그의 후기 연구는 다른 각도에서 빛으로 돌아왔다. 동료들과 함께 그는 Period 유전자와 Cryptochrome 유전자가 인간의 일주기 시계를 조절한다는 것을 밝혀내고, 2014년 9월 《Genes and Development》에 연구 결과를 발표했다. 크립토크롬은 광분해효소의 친척이다. 햇빛으로 인한 손상을 복구하는 것과 같은 단백질군이 신체에 하루 중 시간을 알려주는 것이다.

평가

1984년, 미국 국립과학재단으로부터 분자 생물물리학 분야의 대통령 젊은 연구자상을 받았다. 1995년에는 TÜBİTAK 과학상을, 2007년에는 베흐비 코치상을 수상했다. 2015년, DNA 복구 기전 연구로 토마스 린달, 폴 L. 모드리치와 함께 노벨 화학상을 공동 수상했다. 그는 터키 과학아카데미 및 미국 예술과학아카데미의 명예 회원이며, 2025년 1월에는 튀르크 세계 문화 대사 훈장을 받았다.

2016년 5월 19일, 그는 다른 수상자들은 하지 않은 일을 했다. 노벨상 메달과 증서 원본을 앙카라에 있는 아타튀르크의 묘소 아니트카비르에 기증하고, 복제품을 이스탄불 대학교에 전달했다. 아내와 함께 아지즈 앤 그웬 산자르 재단과 UNC 캠퍼스 근처의 카롤리나 튀르크 에비를 설립하여 미국 내 터키 학생들을 위한 주거와 학술 교류를 제공하고 있다.

정체성

수상은 그의 민족적 뿌리에 대한 조사를 불러일으켰고, 이는 분명 그를 짜증나게 했다. BBC가 그에게 터키인인지 반 아랍인인지 물었을 때 그는 이렇게 회상했다. "나는 그들에게 아랍어도 쿠르드어도 하지 않으며 나는 터키인이라고 말했다. 나는 터키인이다, 그것뿐이다." 종교에 대해서는 마찬가지로 솔직하고 더 우울하게 말했다. "나는 무슬림임을 자랑스럽게 생각하지만, 현재 진행 중인 문제들 때문에 미국의 많은 지역에서 이 사실을 밝힐 수 없다." 그는 터키, 미국, 그리고 2025년 7월에 부여받은 북키프로스 터키 공화국의 시민권을 보유하고 있다.

산자르가 중요한 이유

모든 생명체의 모든 세포는 매일 수천 개의 DNA 손상을 입으며, 이를 복구하기 때문에 살아남는다. 산자르 이전에는 그것이 단순한 설명에 불과했다. 그 이후에는 정의된 위치에서 측정 가능한 절단을 수행하는 명명된 효소들의 세트가 되었다. 그는 기술자의 작업대에서 그 전체상을 구축했다. 한 번은 미국에서 쫓겨나기도 했지만, 그는 그것을 철저하게 구축했기에 암, 노화, 햇빛의 화학은 이제 모두 그의 도표에서 시작된다.