페리드 무라드: 혈관의 비밀 뒤에 숨은 화학자

19세기부터 의사들이 흉통 치료제로 처방해 온 약이 완전히 알려지지 않은 기전으로 작동한다는 사실이 밝혀졌으며, 이를 찾아낸 것은 페리드 무라드(Ferid Murad)의 연구실이었습니다. 니트로글리세린은 혈관을 내부에서 이완시키는 간단한 기체인 산화질소를 조용히 방출하고 있었던 것입니다. 그 중요성이 완전히 이해되기 수십 년 전에 이루어진 이 단 하나의 발견은 결국 심혈관 의학을 재편했고, 호흡에 어려움을 겪는 미숙아들을 구하는 데 도움을 주었으며, 간접적으로 비아그라 개발로 이어졌습니다. 1998년, 이 발견으로 무라드는 노벨 생리학·의학상을 공동 수상했습니다.

식당 주인의 아들

페리드 무라드는 1936년 9월 14일 인디애나주 화이팅에서 태어났습니다. 그의 아버지는 1913년 엘리스 아일랜드에 도착한 후 이름을 존 무라드(John Murad)로 바꾼 고스티바르 출신의 알바니아 이민자 자비르 무랏 에유피(Xhabir Murat Ejupi)였고, 어머니는 일리노이주 앨턴의 침례교 집안 출신인 헨리에타 조세핀 보먼(Henrietta Josephine Bowman)이었습니다. 부부는 인디애나에서 작은 식당을 운영했고, 페리드는 어린 시절 두 형제와 함께 그곳에서 일했습니다. 가톨릭 신자로 자란 그는 대학 시절 성공회교도로 개종했습니다. 이 노동 계급의 이민자 가정에서 장학생이 탄생했습니다. 무라드는 인디애나주 그린캐슬의 드포 대학교(DePauw University)에서 렉터 장학금을 받았고, 1958년 의학 예비 과정인 화학 학사 학위를 마쳤습니다.

흔치 않은 복수 학위

그 후 무라드는 케이스 웨스턴 리저브 대학교(Case Western Reserve University)에 등록하여 미국 최초의 의학박사 및 철학박사(MD-PhD) 통합 프로그램 중 하나를 이수했습니다. 이는 환자 곁과 실험실 벤치 모두에서 편안하게 연구할 수 있는 의과학자를 양성하기 위해 고안된 구조였습니다. 그는 1965년에 두 학위를 모두 취득하여 해당 모델의 초기 졸업생이 되었고, 이후 1965년부터 1966년까지 매사추세츠 종합병원에서 인턴 생활을 했으며, 1967년부터 1970년까지 국립 심폐 연구소에서 몇 년간 근무했습니다. 1970년 그는 버지니아 대학교 의과대학에 합류하여 의학과 약리학 공동 임용직을 맡았고, 1975년 정교수로 승진하여 1981년까지 그곳에 머물렀습니다.

니트로글리세린의 비밀 추적

무라드가 자신의 경력을 정의하게 될 연구를 수행한 곳은 바로 버지니아였습니다. 니트로글리세린은 1870년대부터 협심증 치료에 사용되어 왔지만, 체내에서 정확히 어떻게 작용하는지는 아무도 이해하지 못했습니다. 무라드의 실험실은 이 화합물이 산화질소를 방출하여 평활근(혈관 내벽 조직)을 이완시키고, 이것이 다시 고리형 GMP(cyclic GMP)라는 신호 분자의 수치를 높이는 효소를 활성화하여 혈관을 넓히고 혈류를 개선한다는 것을 증명했습니다. 당시 이 발견은 생물학적으로 생소했습니다. 산화질소는 세포가 의도적인 신호로 사용할 것이라고 생물학자들이 예상했던 분자 종류가 아닌, 간단하고 불안정한 기체였기 때문입니다. 다른 두 연구자인 로버트 퍼치곳(Robert Furchgott)과 루이스 이그나로(Louis Ignarro)는 독립적으로 이 발견을 확장하여 신체 자체 세포가 혈관 긴장도를 조절하기 위해 산화질소를 생성한다는 것을 보여주었습니다. 이 세 과학자는 함께 산화질소를 완전히 새로운 종류의 생물학적 신호 분자로 확립했습니다.

노벨상의 인정과 더 넓은 응용

노벨 위원회는 "심혈관계에서 신호 분자로서의 산화질소에 관한 발견"을 공로로 무라드, 퍼치곳, 이그나로에게 1998년 노벨 생리학·의학상을 수여했습니다. 근본 과학의 실질적인 결과는 원래의 협심증 연구를 훨씬 뛰어넘었습니다. 산화질소 경로는 호흡 곤란을 겪는 미숙아 치료와, 무라드가 처음 니트로글리세린으로 추적했던 동일한 고리형 GMP 신호를 증폭하여 작용하는 비아그라를 포함한 발기부전 치료제 개발에 핵심적인 것으로 판명되었습니다. 버지니아 대학교 의과대학은 그의 죽음을 추모하며 그를 "버지니아 안팎의 환자들에게 지울 수 없는 영향을 남긴, 심혈관 의학 분야에 기여한 비범한 의사, 과학자, 약리학자이자 교육자"라고 평가했습니다.

학계와 산업계를 넘나든 경력

버지니아 이후, 무라드는 1981년부터 1988년까지 스탠포드 대학교에서 연구를 계속했고, 이후 1988년부터 1993년까지 애벗 래보라토리스(Abbott Laboratories)의 부사장으로 산업계에 진출하여 자신의 기초 연구를 신약 개발로 전환하는 데 일조했습니다. 1997년부터 2011년까지 텍사스 대학교 맥거번 의과대학에서 학계로 복귀했고, 이후 2011년부터 2017년까지 조지 워싱턴 대학교에서 직책을 맡았으며, 2017년부터 사망 직전까지 팔로알토 보훈 의료 센터와 연계하여 경력을 마쳤습니다. 그 과정에서 그는 노화 관련 질환에 산화질소 연구를 적용하는 생명공학 기업인 Molecular Geriatrics를 설립하기도 했습니다. 노벨상 외에도 그의 많은 영예에는 1996년 알버트 래스커 기초 의학 연구상, 미국 성취 아카데미의 골든 플레이트 상, 미국 심장 협회의 시바 상, 미국 국립 과학 아카데미 회원 자격 등이 포함됩니다. 그는 캐롤 레오폴드(Carol Leopold)와 결혼하여 다섯 자녀를 두었습니다.

페리드가 천재라 불리는 이유

무라드의 천재성에 대한 근거는 구체적이고 잘 기록된 과학적 통찰력에 기반합니다. 한 세기가 넘도록 아무도 작동 원리를 묻지 않은 약물을 보고, 그 의문에 답하는 실험을 설계하는 능력입니다. 이는 갑작스러운 영감을 천재로 보는 대중적인 이미지와는 거리가 멉니다. 그것은 익숙한 분자에서 시작하여 세포가 신호로 사용할 것이라고 아무도 예상하지 못한 기체에 이르기까지 인과 관계의 사슬을 추적하는 인내심 있고 기계적인 생화학이었습니다. 노벨 위원회는 그와 공동 수상자들에게 "완전히 새로운 신호 전달 원리"를 규명한 공로를 인정했는데, 이는 과학자들이 점진적인 개선이 아닌 진정으로 기초적인 발견에만 사용하는 설명입니다. 정직한 주의 사항은 무라드가 혼자 또는 고립되어 작업하지 않았다는 점입니다. 전체 그림을 완성하려면 퍼치곳과 이그나로의 독립적인 기여가 필요했으며, 무라드 본인의 노벨 강연과 후기 저술에서도 이 발견을 단독적인 돌파구가 아니라 여러 실험실에 걸쳐 수수께끼가 풀려나간 집단적 성과로 강조했습니다. 그가 천재라면, 그것은 올바른 미해결 질문을 식별하고 끝까지 끈기 있게 파고든 데 있었습니다.

업적

신체에서 산화질소의 역할에 대한 무라드의 발견은 현재 현대 심혈관 약리학의 기초적인 통찰 중 하나로 간주되며, 심장병부터 신생아 호흡 부전, 성기능 장애에 이르기까지 모든 치료에서 인용됩니다. 또한 이는 오늘날에도 계속되는 기체 기반 세포 신호 전달 연구라는 새로운 분야를 열었습니다. 그는 2023년 9월 4일 캘리포니아주 멘로파크에서 86세를 일기로 세상을 떠났습니다. 그가 가르쳤던 드포, 케이스 웨스턴, 버지니아, 스탠포드, 텍사스, 조지 워싱턴 등 여러 기관들은 그를 엄격한 과학자이자, 버지니아 대학교의 표현을 빌리자면 "어떤 단일 실험실의 발견보다 더 오래 지속되는 영향력을 남긴 교육자"로 기억하고 있습니다.