의학 기타_노화와 텔로미어

오늘은 '노화와 텔로미어'에 대해서 알아보겠습니다.

노화의 이론은 현재 수백가지가 있는데, 텔로미어의 가설이 언급되는 경우가 있죠.

내용이 조금 분자생물학적인 내용으로 갈 수가 있으나,

노화를 보는 새로운 관점으로, 노화에 대한 상식의 폭을 넓힐 수 있을 것입니다.

다만, 노화를 설명하는 가설로 완전한 이론은 아니라는 점을 미리 얘기해둡니다.

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1. 노화(老化)

노화는 세포가 점점 늙어가는 것으로, 다세포 생물에서 특징적으로 나타납니다,

사람의 경우 노화는 25세를 전후하여 시작되죠.

몸이 예전 같지 않고, 회복이 점차 느리며, 서서히 질병이 나타나는 것들이 노화의 현상이라고 볼 수 있습니다.

 

2. 텔로미어(Telomere)?

텔로미어는 염색체의 양 말단에 존재하는 반복적인 DNA 염기서열(TTAGGG*)이라고 볼 수 있습니다.

양 끝단에 있는 꼬리라는 의미로 '텔로스'로부터 유래된 말이죠

텔로미어는 DNA가 반복적으로 복제하면 점점 손실되어 짧아지는 특징이 있습니다.

DNA 복제는 사람의 생존에 있어서 필수불가결한 과정이구요.

텔로미어, 즉 DNA 꼬리가 점점 짧아지다가 모든 텔로미어 꼬리가 손실되면

DNA는 원래의 기능을 못하게 되고, 세포는 사멸하게 됩니다.

* DNA의 염기서열은 A, T, G, C로 이루어져 있습니다.

 

3. 텔로미어가 노화와 관련?

사람은 약 1000개의 텔로미어 염기서열(TTAGGG)이 있습니다.

즉, TTAGGG가 1000번 반복되어 있다는 것입니다.

세포분열을 하게 되면 텔로미어가 서서히 짧아지게 되는데,

수십회 이상의 세포분열로 텔로미어가 결국 손실되면 세포는 사멸하게 됩니다.

사멸된 세포는 더 이상 새로운 세포를 만들어내지 못하고, 이미 존재하고 있는 세포로 살아가게 되는 것이죠.

이미 존재하고 있는 세포는 원래 기능을 수행하는데 시간이 지날수록 수행 기능이 떨어지게 됩니다.

노화인 것이죠.

 

4. 텔로미어 이론을 뒷받침하는 증거?

1) 혹시 '복제양 돌리'를 기억하시나요?

복제양 돌리는 6살인 양의 체세포를 이용하여 복제한 것인데,

실제 복제양 돌리의 수명은 6년이었습니다.

실제 양의 평균 수명이 12년임을 생각해 보았을 때,

6살인 양의 체세포가 그대로 복제된 것이며 그 당시의 텔로미어 길이를 그대로 갖고 있었다고 볼 수 있었습니다.

2) 암세포는 텔로미어를 다시 늘려주는 효소(Telomerase)를 동시에 갖고 있습니다.

따라서 '무제한 증식'가능하다는 특징이 있습니다. 즉, 무제한으로 세포 분열이 가능하다는 것이죠.

노화의 끝은 죽음인데 암세포는 자연 사멸의 과정이 없습니다.

암세포가 Telomerase로 텔로미어를 늘려 세포가 무제한 복제 가능하게 합니다.

3) 이외에도 동물실험으로 생후 텔로미어 길이를 확인하고,

죽은 후의 기간을 확인했을 때, 길이와 나이가 비례함을 알 수 있었죠.

 

5. 텔로미어 길이를 다시 돌린다면?

그렇다면 짧아진 텔로미어 길이를 길게 해준다면 어떻게 될 것인가에 대해서 생각해볼 수 있겠죠?

인간의 세포에는 없지만 yeast(효모)에는 텔로미어의 길이를 길게 만들어주는 Telomerase가 있습니다.

Telomerase의 작용을 인간의 세포에도 적용을 시킨다면 어떻게 될까요?

노화방지물질로 탄생할 것이라는 기대가 있었으나, Telomerase가 암세포의 '무제한 증식'에도 관여를 한다고 했었죠?

따라서 인간 세포에 주입된 Telomerase는 암을 유발하는 발암물질이기도 하기 때문에

아쉽게도 노화방지물질로 탄생할 수 없게 되었습니다.

다만, 최근에는 암 발병의 위험없이 텔로미어를 연장하는 효소를 개발해냈다고 합니다.

아직은 미완성 단계인데 점점 발전하여 노화방지물질이 되기를 기대해봅니다.

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참고문헌>
[1] 정인권. "노화와 유전자: 세포분열시계로서의 텔로미어 가설". Medical Postgraduates. 2004. No.1 Vol.32
[2] 손유림, 김재룡. "우리는 다시 젊어질 수 있는가? 생물학적 노화 연구의 시사점". Yeungnam Univ J Med. 2017