캘리포니아대학 샌프란시스코 캠퍼스의 과학자들이 선충에서 암의 예방뿐만 아니라 노화의 진행도 늦추는 일련의 유전자를 발견했다고 ‘Nature Genetics’에 발표했다. 지금까지 선충의 여러 유전자들이 인간과 동일한 것으로 알려져 왔기 때문에 연구팀은 사람들에게도 이 유전자가 같은 효과를 내는지 확인하고 있으며 암과 노화의 발생에 대한 이해를 넓혀줄 것으로 기대하고 있다. 또한 이들 유전자의 효과를 모방하는 약물들은 사람들이 암을 예방하고 더 오래 살 수 있도록 도와줄 것으로 예상된다.
우리나라 학명으로는 예쁜꼬마선충인 Caenorhabditis elegans가 유전자 연구에 많이 이용되는 이유는 우선 배양하기 쉽고 얼려서 보관할 수 있다는 점과 발생 단계가 비교적 단순할 뿐만 아니라 수정란에서 성체에 이르기까지 세포 분열 양상이 각 개체마다 동일하고 그 과정을 현미경 하에서 모두 관찰할 수 있다는 점에서이다. 또한 선충의 신경 구조계가 간단하다. 자웅동체의 경우 전체 세포 수가 959개인데 302개가 신경세포로 이루어져 있고 웅체의 경우 1031개의 체세포 중 381개가 신경세포이다. 이처럼 간단한 신경세포를 가짐에도 불구하고 고등동물의 세포를 구성하는 분자적 구조물들 대부분이 존재하고 있다고 알려져 있고 그 중 약 40%가 고둥동물의 세포와 유사하다고 한다. 이런 이유에서 선충을 연구에 많이 사용하고 있다.
연구팀은 1993년에 처음 daf-2라고 불리는 유전자를 부화 단계(hatching point)에서 억제시키면, 선충의 정상적인 수명을 2배 연장시킬 수 있음을 발견했다고 발표했다. 그러나 이 경우, 수명 연장된 곤충들은 생식 능력을 상실하게 되었다. 이어진 연구에서 daf-2유전자를 성체 상태(생후 약 4일 후에)에서 발현을 억제시키면, 곤충이 생식 능력에 어떤 변화도 없이 정상보다 약 2배 정도 오래 살수 있음을 발견했다. 연구팀이 발견한 daf-2 유전자는 호르몬 수용체(hormone receptor)를 발현시키는데, 이 수용체가 사람의 인슐린-유사 성장인자 1(insulin-like growth factor 1; IGF-1)과 비슷하다. 그리고 초파리 및 생쥐 같은 다른 동물 모델을 통해 관련 호르몬 대사 경로가 수명에 영향을 미친다는 사실이 확인되기도 했다. 이어진 연구에서 케넌 박사의 연구팀은 daf-2 외에 daf-16이라는 제2의 유전자가 다른 수명 관련 유전자들을 종합적으로 조절한다는 새로운 사실과 관련 기작까지 확인했다(GTB2002101259, GTB2003070025).
연구팀은 지난해 8월 17일자 ‘Science’에 daf-2가 암에 영향을 주는 것을 확인했다고 발표했다. 연구진은 암의 성장과 수명에 어떤 관계가 있는지 알아보기 위해, gld-1이라는 유전자의 돌연변이를 이용하였다. Gld-1의 돌연변이는 선충의 생식선부터 암세포를 발생시켜 전체로 퍼져나가 선충을 9일 이내에 죽게 한다. 연구진은 daf-2와 gld-1 유전자가 모두 발현되어 선충을 만들어 비교한 결과, 이 선충 역시 daf-2 유전자만 발현되는 선충만큼 수명이 연장되었다고 한다. 또한 이미 암이 발병된 선충에 다른 종류의 장수 유전자 돌연변이로 실험한 결과 암을 가지고 있음에도 선충의 수명은 연장되었다. 따라서 연구팀은 daf-2의 장수 효과는 gld-1 유전자의 효과의 억제에 의한 것이라고 지적했다(GTB2006080817).
연구팀은 이들 연구에 이어서 daf-2가 여러 유전자들에 영향을 주는 것으로 확인했다. 영향을 주는 유전자의 수는 총 734종이었으며, 이중 29종은 암세포를 성장시키거나 저해하는 것으로 나타났다. 29종의 유전자 중 일부는 암을 증식시켜서 확산에 도움을 주었으며 나머지는 아폽토시스(apoptosis)라 불리는 문제가 발생한 세포나 수명이 다한 세포를 사멸시키는 경로를 활성화시켰다고 한다. 또한 이들 유전자 중 절반 정도가 정상적인 노화에 영향을 주었다고 한다. 때문에 연구팀은 암과 노화의 발생에 어떤 연관성이 있을 것으로 생각하고 있다.
케년박사는 “지금까지 노화를 늦추는 기작은 암의 성장을 촉진한다는 시각이 지배적이었다. 그러나 우리의 이번 연구에서는 수명을 늘려주는 여러 유전자들이 암세포의 성장도 늦추었다. 사람들에게도 이들 유전자들이 존재하기 때문에, 이번 연구는 ??음을 유지하고 암이 없도록 사람들에게 도움을 주는 새로운 치료법을 이끌 것으로 기대된다.”라고 설명했다. 또한 이번 연구에서는 암의 성장을 촉진시키는 유전자들이 노화도 가속시켰다고 한다. 연구팀은 이번 결과가 수명 연장과 암의 발생이 깊은 관련성을 갖고 있음을 보여주고 있다고 지적했다.
정보출처 : http://news.yahoo.com/
정보제공 : KISTI 글로벌동향브리핑(GTB)
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