우리 학교 생명과학과 노화분자유전학 실험실 이승재 교수 연구팀이 건강한 장수를 유도하는 돌연변이 유전자를 발굴하는데 성공했다. 연구팀은 종양 억제 유전자 `PTEN’의 특정 돌연변이를 도입해 예쁜꼬마선충의 건강한 장수를 유도했다. 본 연구는 단순히 수명만을 연장시키는 게 아니라 건강하게 오래 살 방법을 제시했다는 점에서 기존 연구와 차이가 있다.

    해당 연구는 생명과학과 박혜은 박사과정, 함석진 박사, 김은아 박사와 POSTECH 황우선 박사가 공동 제1저자로 참여했다. 한국연구재단 리더연구과제의 지원을 받아 수행됐으며 국제학술지 <네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)>에 2021년 9월 24일 게재됐다. 본 기사는 이 교수와의 서면 인터뷰를 통해 작성되었다.

기존 노화 및 장수 연구는

    노화 분야의 많은 연구자들은 현재의 어린이들은 150살 정도까지 살 수 있으리라 생각한다. 따라서 긴 기간의 노년 시절에 건강을 유지하는 것이 중요한 사회적 이슈로 떠오를 것이다. 이처럼 노화 연구의 최종 목표는 단순히 오래 사는 것이 아니다. 오래 살되, 건강하게 장수하는 것이다. 노화가 건강에 결정적인 악영향을 미치기 전을 ‘건강 수명’이라고 한다. 최근 연구자들은 수명 연장뿐만 아니라 건강 수명을 늘리는 방법에 심혈을 기울이고 있다.

    건강 수명과 관련하여 주목받는 것이 ‘인슐린 및 인슐린 유사 성장인자’이다. 이는 진화적으로 잘 보존이 된 수명 조절 호르몬으로, 적절한 감소는 수명을 늘리지만 건강 수명(운동성, 성장, 생식 능력, 발달 등)은 오히려 악화시킨다. 즉, 생명체가 가늘고 길게 살도록 유도한다고 할 수있다.

연구팀의 문제 인식과 접근 방법은

    본 연구는 대부분의 장수 돌연변이가 ‘가늘고 길게’ 살게 만드는 것이 문제라 생각했다. 그래서 노화 및 장수 연구에서 많이 사용되는 동물인 예쁜꼬마선충을 활용하여 ‘굵고 길게’ 사는 돌연변이를 만들어보고자 시도했다.

    우선, 앞에서 언급한 인슐린 및 인슐린 유사 성장인자를 적절히 감소시켰다. 그 후 돌연변이 개체를 많이 만들어 그중에서 오래 살면서도 건강한 돌연변이를 찾아냈다. 무수히 발생한 돌연변이 중, ‘건강하게 장수한’ 개체의 유전자를 분석했다. 분석해보니 PTEN 유전자가 보통과는 달랐다.

    그 후 종양 억제 유전자로 잘 알려진 PTEN이라는 유전자의 특정한 변이가 영향을 미치는 메커니즘을 연구했다. PTEN 유전자의 특정한 변이는 단백질 탈인산화효소의 활성을 일부 유지시킨다. 연구팀은 이것이 FOXO라는 장수유도 전사인자는 여전히 기능을 유지하게 하되, 건강을 해치는 NRF2의 지나친 활성은 억제한다는 것을 알아냈다.

    최종적으로 PTEN 유전자의 활성을 적절히 유지함으로써 개체의 건강과 장수라는 두 가지 혜택을 모두 얻을 수 있음을 밝혀냈다. PTEN 유전자는 사람에게도 잘 보존된 유전자이다. 이 교수는 비슷한 상황을 유도할 수 있는 약을 개발하면 인간의 건강한 장수를 이룰 수도 있으리라 생각한다고 밝혔다.

    마지막으로, 이 교수는 다음과 같이 덧붙였다. “학부생들에게 항상 하는 이야기가 있다. 학부생으로서의 기간은 인생에 있어서 황금 같은 4년 동안의 휴가다. 특히 방학은 더 그렇다. 8개의 다시 얻을 수 없는 유한한 보물이라고 할 수 있다. 따라서 공부는 학기 중에만 적당히 하고, 원 없이 노는 것도 좋다. 사회나 대학원에 가서는 하기 힘든 많은 일을 경험하는 게 더 좋다고 생각한다. 그래야 나중에 후회가 없을 듯하다.”