평균수명 100세 시대. 수명연장의 꿈이 현실이 되고 있지만, 장수가 건강한 삶과 항상 짝을 이루는 것은 아니다. IBS 식물노화‧수명 연구단(단장 남홍길, http://aging.ibs.re.kr/html/aging_en/)은 식물의 노화 및 생애주기 연구를 기반으로 인간, 동물 등 생명체 전반의 노화 및 발달 단계를 이해하여 노화를 늦추고 수명연장 매커니즘을 규명하는 건강한 장수를 위한 연구를 하고 있다.

식물노화‧수명 연구단은 10월 19일부터 20일까지 독일 막스플랑크 노화생물학연구소 린다 패트리지(Linda Patridge) 소장, 미국 알버트아인슈타인 의과대학 얀 페이흐(Jan Vijg) 교수 및 미국 워싱턴대학 맷 캐버레인(Matt Kaeberlein) 교수 등 노화 연구 분야 세계적 석학을 초청해 “IBS 콘퍼런스: 노화 및 생애주기에 관한 유전학적 이해 (Genetics of Aging and Life History)”를 개최해 노화 연구의 중요성 및 최신 연구 동향에 대해 공유하는 자리를 마련했다.

남홍길 연구단장은 “노화과정의 유전학적 조절 기작과 노화에 따른 생체의 생리적 항상성 유지 시스템의 관계를 중심으로 연구자간 최신 연구 동향을 공유하고 활발한 논의의 장이 되길 바란다.”며 개최 소감을 밝혔다.

이번 콘퍼런스에서 참가자들 모두가 주목한 점은 노화과정도 개입해서 조절할 수 있는 가변적인 현상이라는 것이다. 린다 패트리지 소장은 “나이가 들면 신체 기능이 떨어지고, 암 등 중증질환 및 만성질환의 위험에 노출되기 싶다. 이전까지는 발병하고 나서야 치료가 시작되는 사후적 관리만 이루어졌지만, 최근의 노화 연구는 노화를 늦춤으로써 질환에 노출되지 않도록 예방하는 것이 보다 효과적일 수 있다는 것을 보여준다. 앞으로 노화 과정을 어떤 방식으로 어디까지 개입할 수 있는지 규명하는 것이 관건이다.”고 말했다.

▲ 남홍길 식물노화수명 연구단장

왜 노화가 시작되는 걸까?

얀 페이흐 교수는 노화관련 질환을 유발하는 DNA 변이 현상에 주목한다. “선진국에서 의료 및 보건 기술이 현저히 발전했어도 세계 최장수 기록(프랑스 장 칼망, 1875-1997)인 122살은 깨지지 않고 있다. 여러 통계치를 분석한 결과 인간의 최대 수명이 115살이라는 연구 결과가 나왔다. 암 등 질병을 유발하는 DNA변이로 인해 평균수명이 더 이상 늘어나지 않고 있다는 전제 하에 연구하고 있다.”

미국 국립보건원 노화연구소 소장 빌헬름 보어(Vihelm A. Bohr)는 세포 안 에너지 발전소인 미토콘드리아에 스트레스로 생기는 화학전 변형(PARylation) 현상과 노화의 관계를 밝히고자 한다. 미토콘드리아의 기능 저하로 DNA 손상, 유전자 발현, 복제과정의 조절 매카니즘이 작동되지 않고 활성산소 종(reactive oxygen species)이 증가하면 세포 손상과 노화로 이어진다.

▲ 인간의 최대 수명이 115살이라는 연구 결과를 발표하는 얀 페이흐 교수

노화시계를 거꾸로 돌릴 수 있다면

몸길이 1㎜ 정도의 선충류인 예쁜꼬마선충(C. elegans). 세포 수가 약 1000개로 작고 생애주기가 짧으면서도 특히 사람과 유전 정보적 특성이 유사해 노화 연구에 많이 활용된다. 이번 콘퍼런스에서는 예쁜꼬마선충을 대상으로 한 많은 연구 결과가 발표되었다. 탄수화물 식단 위주로 수명을 단축시키는 등 다양한 식이제한을 통해 이루어지고 있는 연구 내용이 소개됐다.

부작용 없는 항노화제에 대한 연구에 대한 논의도 활발히 이루어졌다. 생체는 노화가 진행되면 제일 먼저 항상성이 떨어진다. 환경 변화에 대응해 일정한 성질을 유지하려는 항상성이 떨어지면, 신체는 조절능력을 상실해 당뇨나 고혈압 등에 쉽게 노출된다. 장기이식 때 쓰는 면역 거부 억제제인 ‘라파마이신(rapamycin)은 선충이나 생쥐 등에서 노화 관련 질환인, 심장병, 암, 비만, 알츠하이머 병의 발병율이 낮아지는 효과를 보였다. 하지만 인체에서는 빈혈, 염증 등 부작용이 나타나 더 많은 임상실험이 요구되고 있다. 항노화제 관련 다양한 연구를 소개하며, 린다 패트리지 소장은 “여러 연구자들의 노력이 항노화 복합제(polypill, 다수 약물을 하나의 정제로 혼합) 개발에 도움이 되길 바란다. 나이가 들어도 건강하게 살 수 있게 해주는 약이 개발되는 날이 왔으면 좋겠다.”고 말했다.

▲ 동물 대상 노화 연구를 발표 중인 캐버레인 교수

식물과 동물의 노화 비교학

노화는 모든 생명체가 겪는 동일한 현상이다. 따라서 동물과 식물 등 생명체의 노화현상 비교를 통해, 보편적 노화 조절 기작을 이해할 수 있다. 남홍길 단장은 애기장대라는 고등식물을 모델로 식물이 일정 시간을 인식해 생애주기를 조절하는 데 중요하게 관여하는 유전자를 연구하고 있다. 남단장은 식물 노화의 핵심 조절인자인 NAC 유전자를 중심으로 다양한 생체 조절 기작에 관여해 유전자 조합 및 발현에 관여하는 regulatory RNA를 연구하고 있다. 유전자의 발현시기와 양은 생명체의 발생과 성장에 맞추어 정확하게 조절된다. 남홍길 단장 연구팀은 동물은 노화가 진행됨에 따라 유전자 발현의 편차가 심해지지만, 식물은 유전자들간의 상호작용을 잘 유지하며 노화를 진행하는 것을 밝혀냈다. 식물의 노화는 동물의 노화보다 정교하게 조절되고 있다고 볼 수 있다. 이러한 비교노화 연구를 통해 노화의 근본 원리와 보편적인 조절 기작에 대한 이해를 넓힐 수 있다.

▲ 콘퍼런스 참가 연사들

이번 콘퍼런스에서는 노화의 최신 연구방향에 대해 토의하는 시간이 마련되었다. 노화의 이해와 조절은 고령화 시대를 맞아 중요한 문제로 대두되고 있다. 특히, 노화연구가 단순한 수명의 연장 혹은 영생을 위한 연구로 여겨지는 잘못된 인식을 바로잡고 ‘노화과정의 근본적인 이해를 통해 건강한 노화를 추구한다’는 목표를 알리는 것이 중요하다는데 연구자들의 뜻이 모아졌다. 이를 위해서는 노화연구의 활발한 대중화와 임상 단계로의 적용 등이 더 필요할 것이다.

노화관련 IBS 연구 :

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• · 노화를 막는 유전자, FOXO를 규명하다
• · 1mm 벌레에서 건강한 노년의 힌트를 얻다g