[G리포트] 손톱만큼 작은 생명체가 알려준 불로장생의 비밀인, 이것을 찾아라 - 인간의 생명연장 어디까지 왔나?
LifeChallenger
2021. 2. 19. 01:03
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안녕하세요. 지식창고입니다.
진시황의 불로장생에 대한 꿈은 어찌보면 장수하고픈 인간의 기본적인 욕망입니다. 어느 누구도 선뜻 죽음을 받아드리기는 힘든 일이지만, 자연의 모든 생물들이 그러하듯 태어나고 죽는 것은 생명체라면 당연히 갖는 운명의 굴레입니다. 아마 인류가 과학을 진보시키면서 가장 큰 노력을 기울인 것이 생명연장을 위한 실현이 아니었을까요? 이러한 생명연장에 대한 노력은 실제로 의료기술을 발전시켰으며, 이렇게 발전된 의료기술로 중세나 근대보다 현대인들의 평균수명이 높아진 것은 사실입니다. 하지만, 인류는 여기에 멈추지 않고 생명연장을 위한 노력을 끊임없이 이어져 결국에는 노화의 원인을 밝히는데 성공합니다.
노화란 시간이 흐름에 따라 생물의 신체기능이 퇴화하는 현상을 말합니다. 이를 다르게 표현하면 세포가 분열할 수 있는 능력을 잃어버리는 것을 의미합니다. 이러하기에 인간은 노화현상을 통해 더이상 세포분열을 하지 않음으로 자연적으로 복구되어야할 세포를 만들어내지 못하기에 죽음에 이르는 것입니다. 하지만, 우리가 사는 자연에는끊임없이 세포를 분열하며 노화를 겪지 않는 불멸의 존재가 있는데, 그건 바로 해양생물인 히드라입니다. 과학자들은 히드라가 끊임없이 세포를 분열하는 재생능력에서 생명연장의 힌트를 발견하였습니다. 만약 인간이 히드라와 같이 끊임없은 세포분열을 할 수 있다면, 영원히 젊음을 유지하고 더이상 노화를 겪지 않을 것이라는 가설이 세워집니다.
인간의 염색체에는 말단소립, 영어로는 텔로미어라 불리는 개체가 존재합니다. 이 개체는 염색체의 끝에 붙어 있어 염색체의 손상을 막는 역할을 하지만, 세포가 분열할수록 그 길이가 더욱 짧아지는 특성을 가지고 있습니다. 그리고 종국에는 텔로미어가 파괴되어 더이상 세포분열을 일으키지 않는 결과, 즉, 바로 노화를 겪는 것입니다. 이와 같은 텔로미어의 특성은 1970년대초 러시아의 과학자 알렉세이 올로브니코프에 의해 발견되었지만, 학계에 보고하지 않은채 비밀리에 연구되었고, 이후 1975년 미국의 생리학 교수인 엘리자베스 블랙번에 의해 최초로 학계에 보고되면서 노화의 원인을 규명하였다는 찬사를 받게 됩니다.
이러한 텔로미어의 발견에 따라 과학자들은 생명연장의 실현에 대한 연구에 박차를 가하게 됩니다. 만약 인간이 인위적으로 텔로미어의 길이를 조절할 수 있어, 그 길이를 늘릴 수 있다면, 끊임없는 재생능력을 통해 노화를 겪지 않고, 젊음을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 생명을 연장할 수 있으며, 만약 그 길이를 줄일 수 있다면, 암세포와 같은 존재를 손쉽게 박멸할 수 있기 때문입니다. 하지만, 문제는 어떻게 텔로미어의 길이를 조정하는데 있습니다. 어떻게 히드라는 세포분열에서 텔로미어의 길이가 줄어들지 않을까요? 그 비밀을 규명하면 인간도 자유롭게 텔로미어의 길이를 조정할 수 있지 않을까요?
이런 이유로 과학자들은 또다시 히드라에 집중합니다. 그리고, 히드라에게서 텔로미어의 길이가 줄어들지 않게 보호하는 효소인텔로머라이제를 발견합니다. 이 텔로머라이제라는 효소덕분에 히드라는 끊임없는 재생능력을 가지고 있는 것이었습니다. 이러한 텔로머라이제를 동물에게 주입하면 어떤 결과가 생길까요? 2010년 12월 실제로 과학자들은 노쇠한 쥐를 상대로 한 실험에서 텔로머리아제를 주입받은 쥐의 체세포가 이전과 달리 모두 정상적인 기능을 갖춘 채 세포분열을 시작함으로써 대다수가 복원되는 놀라운 결과를 얻어냈습니다. 하지만, 이런 놀라운 실험에도 불구하고 신은 아직까지 인간에게 불로장생에 대한 꿈을 허락하지 않았습니다.
앞서 말한 쥐 실험이 텔로미어의 길이를 늘려 생명을 연장하는 목적이라면, 반대로 암세포에 관한 텔로미어의 연구는 텔로미어의 길이를 줄려 암세포를 박멸하는 치료의 목적입니다. 과학자들은 암세포의 무한증식에 주목하였습니다. 텔로미어의 연구에 따르면 암세포 또한 무한증식을 하기 위해서는 세포분열로 손상된 염색체를 보호하기 위해 텔로머리아제의 활성이 필요로 합니다. 하지만, 암세포의 경우에서 텔로머리아제의 활성없이도 스스로를 복구하는 현상이 발견된 것입니다. 이것을 과학계에서는 알트(ALT)기전이라 부릅니다. 무한증식으로 텔로미어가 손상된 암세포는 알트신호를 지속적으로 내보내고 이 신호에 따라 자기복구의 실패와 성공을 반복하면서 복구되고 있는 것입니다. 이로써, 세포분열의 무한재생을 위해서는 알트와 텔로머라이제의 상관관계를 알아야한다는 전제가 뒤따르며, 이러한 상관관계에 대한 이해없이 텔로머라이제의 투입은 세포의 암세포로의 전이를 촉발한다는 연구결과가 발표되었고, 2015년 서울대 연구팀에 의해 꼬마선충의 경우 텔로머라이제와 알트가 공존하여 세포분열에 관여한다는 것을 세계 최초로 발견하였습니다.
과학자들은 현재 생명연장의 꿈이 마지막 단계에 와있다고 여기고 있습니다. 만약 인류가 텔로머라이제와 알트와의 상관관계를 이해하게 된다면, 인류는 더이상 노화하지 않고 젊음을 유지하는 삶을 살 수 있을 것이라 전망하고 있습니다. 이런 의미에서 지금도 세계 각처에서 많은 실험이 실행되고 있으며, 최근에는 노화의 38%까지 억제하였다는 연구발표가 줄을 잇고 있습니다. 아마 우리들은 멀지 않는 미래에 죽지 않는 삶에 대해 고민할 때가 오지 않을까요?
