국내 연구진 '노화 늦추고 수명 연장' 핵심 원리 규명

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 나이가 들수록 세포에 쌓이는 '원형 RNA(circular RNA)'를 제거하면 노화가 늦춰지고 수명이 늘어나는 현상을 확인했다. 이를 통해 노화의 원리를 밝히고 관련 질환 치료전략 개발에 중요한 단서를 확보했다.

한국과학기술원(카이스트·KAIST)은 생명과학과 이승재 교수팀이 김윤기·이광록 교수팀과 공동연구를 통해 원형 RNA를 분해하는 효소인 'RNASEK(알엔에이즈케이)' 단백질이 노화를 늦추고 수명을 늘리는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 확인했다고 18일 밝혔다.

우리 몸의 세포는 DNA에 저장된 유전정보를 바탕으로 RNA를 만들고 RNA는 단백질을 만드는 설계도 역할을 한다.
 
그동안 원형 RNA는 안정성이 높아 분해되지 않고 나이가 들수록 세포에 축적되는 '노화의 지표'로 알려져 있었지만 RNA를 제거하는 분자적 기전과 노화와의 직접적인 연관성은 명확히 밝혀지지 않았다.

이번에 카이스트 연구팀은 원형 RNA 축적이 노화에 미치는 영향과 이를 조절하는 세포 내 관리시스템 존재 여부에 대한 연구를 진행했다.

연구팀은 수명이 짧아 노화연구에 널리 사용되는 예쁜꼬마선충(C. elegans)을 활용한 실험을 통해 RNA 분해효소인 RNASEK 단백질이 장수에 필수적이라는 사실을 확인했다.
 
또 노화가 진행되면서 RNASEK의 양이 감소하고 그 결과 원형 RNA가 세포 안에 비정상적으로 많이 축적된다는 사실을 밝혀냈다.

반대로 RNASEK의 양을 인위적으로 늘리면(과발현) 수명이 연장되고 건강한 상태로 더 오래 생존했다. 이는 세포 내 원형 RNA를 적절히 제거하는 과정이 장수와 건강 유지에 매우 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다.

이어 연구팀은 RNASEK가 원형 RNA가 서로 뭉쳐 독성을 만드는 현상을 막아 준다는 사실도 밝혀냈다. RNASEK 결핍 시 원형 RNA가 많이 쌓이면 세포 안에 '스트레스 과립(stress granule)'이라는 덩어리가 비정상적으로 형성되며 이는 세포 기능을 떨어트리고 노화를 촉진할 수 있다.
 
RNASEK는 샤페론 단백질 HSP90(단백질이 잘못 접히거나 서로 뭉치지 않도록 돕는 단백질)과 함께 작용해 이런 스트레스 과립의 형성을 억제하고 세포가 정상상태를 유지하도록 돕는다.
 
이 현상은 예쁜꼬마선충은 물론 생쥐와 인간 세포에서도 동일하게 나타나 인간 세포와 생쥐 모델에서 RNASEK가 결핍되면 조기 노화 현상이 나타났다. 포유류의 경우 RNASEK는 원형 RNA를 직접 분해하는 기능을 갖고 있다.

RNA 수준의 노화 조절 메커니즘을 규명한 이번 연구는  세계적 과학 학술지 'Molecular Cell'에 지난달 24일 자로 게재됐다. 카이스트 생명과학과 김시은·함석진·부성호·이동훈 박사가 공동 제1저자로 참여했으며 한국연구재단 리더연구과제 지원으로 수행됐다.

연구를 주도한 이승재 교수는 "지금까지 원형 RNA는 안정성이 높아 나이가 들수록 축적되는 노화의 지표 정도로만 여겨져 왔다"며 "이번 연구는 노화에 따라 축적되는 원형 RNA가 실제로 노화를 유도하고 이를 제거하는 RNASEK가 노화를 늦추며 건강한 장수를 유도하는 핵심 조절자임을 증명한 것"이라고 설명했다.


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