불로장생의 비밀, 생명시계 텔로미어(Telomere)
인간은 지금도 끊임없이 ‘생로병사’에 도전장을 던지고 있다. 과학의 발전으로 오래 사는 정도가 아니라 영생까지 가능하다는 주장이 나오고 있다.유전자 기술로 인간의 출생을 관여하고, 안티 에이징 기술로 늙는 것을 예방하며, 각종 질병에서 벗어나는 치료법을 개발하고, 종내(終乃)는 과학기술로 영원히 죽지 않는 삶을 꿈꾸고 있다.
엘리자베스 블랙번(Elizabeth Blackburn, 1948~) 미국 캘리포니아대학교 교수와 캐럴 그라이더(Carol Greider, 1961~) 미국 존스홉킨스대학교 교수는 바로 그 늙지 않는 욕망의 꿈을 실현시켜 줄 ‘존재’를 연구해 세포의 노화 메커니즘을 규명했다. 이들이 찾아낸 인체의 노화 시계를 멈춰줄 구원 투수는 염색체 끝에 있는 DNA 조각 ‘텔로미어’(telomere)였다.
세포의 핵 속에는 유전정보를 가진 염색체(게놈)가 있다. DNA와 단백질로 구성된 염색체의 양쪽 끝에는 텔로미어(Telomere)가 붙어 있다. 텔로미어는 세포 분열 시 DNA를 보호한다. 그런데 세포가 계속 분열하면 텔로미어의 길이가 아주 짧아져 DNA를 보호할 수 없게 되면서 세포 분열을 멈추고 노화하고 사멸한다. 텔로미어가 ‘세포의 노화시계’로 불리는 이유다
노화의 비밀, 텔로미어의 기능
텔로미어(telomere) 또는 말단소립 (末端小粒)은 염색체의 끝부분에 있는 염색 소립으로 세포의 수명을 결정짓는 역할을 한다. 이것은 즉 세포시계의 역할을 담당하는 DNA의 조각들이다. 텔로미어는 한마디로 세포가 늙을수록 짧아집니다. 이것이 다 닳아 없어지면 세포도 생을 마칩니다. 그래서 사람은 늙고 죽습니다. 늙거나 손상된 세포가 문제를 일으키지 않기 위해 스스로 자살하는 이른바 세포소멸이라는 자연 현상입니다. 텔로미어를 ‘생명시계’라고 부르는 이유도 여기에 있습니다. 그런데 암세포는 죽지 않고 계속 증식합니다. 연구 결과, 암에서 특정 효소가 나와서 텔로미어가 짧아지지 않는 것입니다. 그 효소가 텔로머라아제(telomerase)입니다.
텔로미어가 길수록 건강하다는 연구 결과는 다양하다. 이준호 서울대 생명과학부 교수팀은 2004년 ‘네이처 제네틱스'에 ‘텔로미어가 긴 예쁜꼬마선충이 장수한다’는 연구 결과를 내놨다. 텔로미어와 사람 수명과의 연관성도 밝혀졌다. 2003년 리처드 코손 미국 유타대 의대 교수가 143명을 연구해 ‘텔로미어가 긴 사람이 짧은 사람보다 장수한다’는 것을 입증했다. 2015년 덴마크 연구진은 6만5,000명을 대상으로 텔로미어가 긴 상위 10% 집단보다 짧은 하위 10% 집단의 심장병·암 사망률이 1.4배 높았다는 연구 결과를 내놨다.
텔로미어를 합성하는 단백질 효소
텔로미어의 길이는 장수에 직결돼 있다. 때문에 텔로미어가 짧아지지 않게 해 불로장생의 꿈을 실현하겠다는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 연구의 대상은 바로 ‘텔로머라아제(telomerase)’ 혹은 ‘텔로머레이스(telomerase)’라고 불리는 단백질 효소였다. 이 효소 덕분에 세포가 분열을 해도 텔로미어의 길이를 유지할 수 있었다.줄기세포에 텔로머라제 효소를 사용하면 노화를 억제할 수 있다. 텔로머라제 효소를 없앤 쥐는 빨리 늙지만 이 효소를 다시 주입하면 노화 속도를 늦출 수 있다는 연구 결과가 세계적인 저널인 네이처에 실렸다. 텔로머라제 효소가 장수의 비결이 될 수 있다는 사실이 밝혀진 것이다. 매우 고무적이다.
텔로미어의 길이를 유지하는 방법
텔로미어 변화에는 유전적 요인이 30% 정도 관여하지만 건강한 생활습관 등 환경적 요인은 70%나 된다. 적절한 운동과 건강한 식단 등 좋은 생활습관이 100세 건강 장수의 길을 여는 관건이 될 수 있다.블랙번 교수는 텔로미어의 길이를 유지하는 방법이 스트레스를 피하고 풍부한 인간관계를 유지하는 것이라는 것을 알아냈다. 심호흡 및 명상 등을 통해 편안하게 몸과 마음을 유지하기, 심혈관 운동, 7시간의 충분한 수면, 세포에 좋은 음식을 먹기 등이 텔로미어를 마모시키지 않아 젊음을 유지하는 방법이었다.
당장 텔로미어가 짧아지는 것을 막을 방법은 없을까요? 엘리 푸터만 미국 캘리포니아대학 교수가 이 의문에 답을 내놓은 게 있습니다. 그는 2010년 텔로미어가 줄어드는 것을 막는 데에는 ‘신체적 활동’이 효과적이라는 연구 결과를 발표했습니다.신체 활동을 많이 하는 사람은 앉아 있거나 중간 정도의 활동을 하는 사람보다 텔로미어가 길고 노화도 9년이나 늦춘다는 연구 결과도 있다.
비만은 DNA를 손상해 텔로미어가 짧아지는 속도를 높인다. 따라서 적절한 몸무게를 유지하고 면역력을 높이는 것이 필요하다. 스트레스를 많이 받거나 흡연이나 과다한 음주도 텔로미어를 빨리 짧게 만든다.반면 항산화 물질이 풍부한 식품은 텔로미어 길이를 유지하는 데 도움을 준다. 니코틴아마드 아데닌 다이뉴크리오타이드(NAD+), N-아세틸-시스테인(NAC)이나 비타민C·E가 텔로미어가 짧아지지 않게 한다는 연구 결과가 있다.칼슘이나 마그네슘이 풍부한 해조류도 텔로미어 길이를 유지하도록 돕는다. 해조류나 물고기를 많이 먹은 사람은 붉은 고기나 정제·가공식품을 많이 섭취한 사람보다 텔로미어가 길다는 연구 결과도 있다.
