노화의 원인 텔로미어 - 노화예방, 노화방지의 과학

[노화의 원인 텔로미어 - 노화예방, 노화방지의  과학 ]

최근 노화의 원인으로 텔로미어가 제기되고 있습니다. 이것이 짧아지면 세포가 죽고 인체가 노화에 이르는 것으로 알려진 것입니다. 이 연구는 동시에 암치료와도 연결되어 있는데, 인간의 기본적인 욕구인 노화예방, 노화방지를 해결해 주는 해답이 될지 관심이 모이고 있습니다.

노화 원인, 텔로미어

 

인간이 늙지 않고 오래 살도록 하려면 세포가 노화되는 것을 막아야 합니다. 세포가 노화되면 재생 능력이 떨어지고 결국은 장기의 기능도 저하됩니다. 

그런데, 암이 발생하는 이유는 암세포가 노화하지 않고 폭발적으로 분열하는 것에 있습니다. 이렇듯 세포의 노화는 동전의 양면처럼 아이러니를 가지고 있습니다. 

 

(사진: 세포는 복제되고 그때마다 두 가닥의 DNA가 조합되어 태어난다. [노화 원인, 텔로미어] / ⓒ Arek Socha)

 

 

노화예방과 노화방지는 인간의 영원한 꿈일 것입니다. 진시왕의 `불로초`와 피라미드의 `미라`는 인간의 죽음에 대한 두려움에서 남겨진 역사인 것입니다. 

현대 의학은 "인간은 왜 죽는가"에 대한 여러 가지 원인 중 한 가지를 밝혀냈습니다. 노화 원인이 `텔로미어` 때문이라는 것입니다. 

 

(사진: DNA의 텔로미어 위치. 염색체의 끝에 붙어 있다. [노화 원인, 텔로미어] / ⓒ National Human Genome Research Institute) 

 

텔로미어란 세포 염색체의 끝을 보호하는 부분입니다. 마치 신발 끈의 마지막에 플라스틱을 씌워 놓은 것처럼 염색체 끝이 손상되지 않도록 보호하고 있습니다. 

노화방지에 텔로미어가 관심 받는 이유는 세포가 죽는 것과 염색체 끝의 손상이 큰 관련이 있기 때문입니다. 

 

(사진: 텔로미어는 계속 짧아져서 사라지게 되어 있고, 그것이 곧 노화의 원인이다. [노화 원인, 텔로미어] / ⓒ PublicDomainPictures)

 

인간의 몸에는 약 60조 개의 세포가 있으며 지금 이 순간에도 끊임없이 복제하고 있습니다. 그러나 노화가 일어나면 복제 능력이 떨어지고 건강한 세포의 양도 줄어듭니다. 

이것은 신체 장기의 능력이 떨어진다는 것을 의미합니다. 그래서 병에 잘 걸리고 결국엔 죽음에 이르게 됩니다. 반대로 세포가 유지되도록 한다면 노화예방을 할 수 있을  것입니다. 

 

 

 

 

노화와 죽음의 원리

 

생물이 죽지 않고 생명을 이어가려면 끊임없이 세포를 분열시켜야 합니다. 세포 분열은 스스로 복제를 하여 후손을 남기는 것이므로 염색체를 그대로 복사하는 것은 중요한 일입니다. 

만약 복제에 문제가 생긴다면 온통 돌연변이 세포들로 가득 찰 것입니다. 어쩌면 생생한 세포의 관리가 노화방지의 핵심일지도 모릅니다.

 

(사진: DNA는 두 가닥의 나선구조로 되어 있다. 이때 정보를 잘 유지하는 것은 매우 중요하다. [노화와 죽음의 원리] / ⓒ PublicDomainPictures)

 

그런데 DNA는 두 가닥이 한 쌍을 이루어야 합니다. 원래의 DNA가 두 가닥으로 분리된 후 각각 한 가닥씩을 새로 만들 때 DNA 복제가 일어나는데, 여기에 `DNA중합효소`가 이용됩니다. 

하지만 문제는 새로운 가닥의 마지막 부분이 짧아서 원래 염색체의 일부분이 복사되지 않을 수 있다는 것입니다. 그러면 원래 가닥의 끝부분은 닳아 없어지게 됩니다. 

 

(사진: 나이를 먹어감에 따라 세포의 분화가 계속된다. 이때 텔로미어가 모두 닳고 나면 세포는 자살을 하게 된다. [노화와 죽음의 원리] / ⓒ nestacertified.com)

 

그러나 자연은 오묘하게도 여기에 대한 안전장치를 가지고 있는데, 그것이 바로 텔로미어입니다. 텔로미어가 염색체 끝에 추가로 붙어 있으면, 새 가닥이 좀 모자라더라도 적어도 원래 DNA의 길이만큼은 확보할 수 있습니다. 

즉 길이가 남아서 닳아 없어질 부분에 텔로미어가 붙어 있다가 대신 닳아서 사라져주는 것입니다. 

 

(사진: 길이가 맞지 않아서 정보를 손실하면 큰일이다. 텔로미어는 이것을 방지하기 위한 것이다. [노화와 죽음의 원리] / ⓒ ch.ic.ac.uk, lbmce.ibpc.fr)

 

이렇게 수천 번 세포분열을 한 후에는 결국 텔로미어도 다 닳아서 없어지게 됩니다. 그러면 세포는 안전을 위해 자살을 하는데, 이것이 노화의 원인이 됩니다. 

역으로 말한다면 텔로미어를 보존하는 것이 노화예방의 한 방법일 것입니다. 이것을 해결한다면 인류의 생명은 매우 길어질 것이므로, 현대 의학은 노화방지를 위한 연구를 계속하고 있습니다. 

 

 

 

 

노화방지, 노화예방의 어려움

 

그렇다면 노화의 원인인 텔로미어가 짧아지는 것을 방지하는 것은 없을까요? 있습니다. 역전사효소인 `텔로머레이스`라는 것입니다. 

텔로머레이스가 지닌 RNA와 결합되면 텔로미어가 다시 자라난다고 합니다. 즉 수천 회를 반복해서 복제되어도 텔로미어가 닳지 않아서 세포의 자연사를 막을 수 있게 됩니다. 

 

(사진: 텔로미어가 닳기 전에 미리 살려낸다면 세포는 텔로미어 때문에 자살할 일이 없다. [노화방지, 노화예방의 어려움] / ⓒ mechanobio.info)

 

하지만 문제도 있습니다. 우리 몸의 세포 중에는 텔로미어가 짧아질 틈도 없이 증식하는 암세포도 있다는 것입니다. 자칫하면 불로장생하려다가 온 몸에 암덩어리를 키울 수도 있는 것입니다. 

세균병과 달리 암은 우리 몸 안에 있는 세포이기 때문에 치료가 어려운 것입니다. 암의 성장을 막으려다 다른 세포를 죽이는 어쩔 수 없는 딜레마도 그래서 존재합니다. 

 

(사진: 문제는 암세포다. 암세포는 인체에서 유일하게 늙지 않는 세포 중의 하나다. [노화방지, 노화예방의 어려움] / ⓒ skeeze)

 

다행히 노화의 원인인 텔로미어가 발견된 후, 노화방지와 노화예방을 위해서 많은 연구가 지속되고 있습니다. 

뉴스에 의하면 암세포를 발생시키지 않고 텔로머레이스를 이용해서 텔로미어를 연장시키는 효소가 발견되었다고도 합니다. 그러나 이 기술이 실생활에 활용되기까지는 수십 년이 걸린 수도 있습니다. 

 

 

(사진: 언젠가는 이루어질 텔로미어의 텔로머레이스 기술... 현대 의학의 숙제다. [노화방지, 노화예방의 어려움] / ⓒ sylviebliss)

 

인간의 꿈인 노화방지는 노화 원인인 텔로미어의 발견과 함께 급속한 연구가 진행되고 있습니다. 그러나 한편에서는 "그렇게 영원히 살아서 무얼 하려느냐"는 말도 있습니다. 

신의 영역에까지 다다른 인간의 노력이 과연 좋은 방향으로만 흐를지, 아니면 결국 파멸의 결과만 가져 오게 될지는 사뭇 궁금해지지 않을 수 없습니다. 

 

 

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