“90세까지 살 겁니다” 포유류 수명 읽는 ‘분자시계’ 개발

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국제학술지 ‘네이처’ 발표
실시간 유전자 변화 볼 수 있어
항노화 약물 효과 측정 등 활용

사람·원숭이 등 포유류의 실제 노화 속도와 예상 수명을 유전자 발현 정보만으로 예측하는 ‘분자시계’가 개발됐다. 포유류 전반에 공통적으로 나타나는 노화 관련 분자 신호를 규명해 향후 항노화 치료 효과를 평가하는 데 활용될 것으로 기대된다.

바딤 글라드셰프 미국 하버드대 의대 교수팀은 포유류 여러 종의 다양한 조직에서 나타나는 유전자 발현 변화를 분석해 생물학적 나이와 사망 위험을 예측하는 ‘전사체 기반 분자시계’를 개발하고 연구 결과를 국제학술지 ‘네이처’에 27일(현지 시간) 발표했다.

디옥시리보핵산(DNA)이 담고 있는 유전정보에서 전사된 리보핵산(RNA)의 총합을 뜻하는 전사체는 어떤 유전자가 발현해 얼마나 활발하게 작동하는지 보여주는 정보를 의미한다.

노화는 세포 손상과 기능 저하가 축적되며 결국 사망에 이르는 과정이다. 노화 연구에서는 DNA의 화학적 변화를 기반으로 생물학적 나이를 추정하는 ‘후성유전학 시계’를 활용해 왔다. 후성유전학적 접근은 실제 어떤 유전자가 활성화·억제되는지 알 수 없다는 한계가 있다.

연구팀은 유전자 실제 활동 상태를 보여주는 전사체에 주목했다. 포유류 4종(생쥐, 들쥐, 마카크 원숭이, 인간)의 25개 조직에서 1만1000개 이상의 전사체 데이터를 수집·분석했다.

분석 결과 종·조직 종류에 관계없이 노화 과정에서 공통적으로 나타나는 전사체 변화를 확인했다. 노화가 진행될수록 세포 노화, 염증, 세포 자살과 관련된 유전자 활동은 증가했다. 반면 상처 회복, 세포 분화, 세포외기질 합성 관련 유전자 활동은 감소하는 경향을 보였다.

이를 바탕으로 실제 연령과 예상 사망 시점을 예측하는 분자시계를 구현했다. 개발된 분자시계는 기존 2세대 후성유전학 시계와 비슷한 수준의 정확도로 사망 시점을 예측했다. 특히 전사체는 실시간 유전자 변화를 반영하기 때문에 노화 억제 약물 같은 수명 연장 관련 효과를 빠르게 평가할 수 있었다. 주앙 페드루 드 마갈량이스 영국 버밍엄대 교수는 네이처 논평에서 “특정 질병이나 치료 과정이 어떤 노화 경로를 조절하는지 파악하는 데 도움이 될 수 있다”며 “발견된 유전자 변화가 노화의 원인인지, 노화 과정에서 나타난 결과인지에 대한 추가 연구가 필요하다”고 설명했다.

후성유전학

외부 환경 등 후천적인 요인이 생물체의 유전자 발현에 미치는 영향을 연구한다. DNA 염기서열은 그대로인데 식습관, 스트레스에 의한 화학적 영향으로 특정 질환이 발현되거나 발현되지 않는 식이다.