진시황의 꿈, 불로장생에 가까워지다 / 114세 노인의 세포를 아기 세포로 되돌린 미국 과학자들의 연구 / 역분화줄기세포와 텔로미어를 신생아 수준으로 되돌리다!

진시황의 꿈, 불로장생에 가까워지다 / 114세 노인의 세포를 아기 세포로 되돌린 미국 과학자들의 연구 / 역분화줄기세포와 텔로미어를 신생아 수준으로 되돌리다!

불로장생하면 제일 먼저 떠오르는 사람들로는 고대 중국의 진시황과 미래학자 레이 커즈와일이 있습니다.

진시황은 기원전 221년 중국 최초로 중국의 7개의 큰 나라들을 통일하고 대제국을 건설했습니다.

평화의 시기가 찾아오자 진시황은 불로장생이 가능한 약을 찾기 시작했습니다.

신비의 약을 바라던 진시황은 약물 집착에 빠졌고 결국 수은 중독으로 세상을 떠나게 됩니다.

레이 커즈와일은 미국의 컴퓨터 과학자이자 발명가, 공학자, 미래학자입니다.

그는 광학 문자 인식(OCR)과 음성 인식, 텍스트 음성 변환(TTS) 개발 등 첨단기술분야 발달에 공헌했습니다.

그는 2045년에 나노공학, 로봇공학, 생명공학의 발전으로 완전한 기술적 특이점이 찾아와 자신을 포함해서 2045년에 생존해 있는 사람들은 기계와 융합해 영생을 누릴 것이라고 주장해왔습니다.

이처럼 대부분의 사람들은 죽기 싫어하며 오래 살아가고 싶어합니다. 

이런 이유로 노화 방지를 위한 연구는 과거부터 현재까지 끊임없이 지속되고 있습니다.

최근 미국의 과학자들이 114세 여성의 혈액세포를 재프로그래밍해 역분화줄기세포(iPS세포)로 바꿔 세포를 사실상 신생아 수준의 상태로 되돌렸습니다. 이는 사람의 수명을 무한히 늘릴 수 있는 가능성을 보여준 것으로 평가받습니다. 이 성과는 국제학술지인 '생물화학 생물물리학연구학회지(Biochemical and Biophysical Research Communications)에 실렸습니다.

노화를 유발하는 원인으로 알려진 텔로미어.

텔로미어는 그리스어 '텔로스'(끝)와 '메로스'(부분)의 합성어로 염색체 양 끝에 존재하는 부분입니다.

세포분열이 일어날 때 염색체와 DNA를 포함하는 효소는 염색체의 끝부분까지는 복제를 계속하지 못합니다.

염색체의 끝부분에도 세포에 관한 정보가 들어있으므로 이 끝부분이 소실되면 문제가 생기는데,

염색체의 끝 부분인 '텔로미어'는 염색체의 끝부분을 보호하기 위한 완충지역이라 할 수 있습니다.

문제는 나이가 들어가면서 세포분열 횟수가 늘어나면 텔로미어도 점점 짧아지게 됩니다.

이렇게 보호작용을 하는 텔로미어가 나이가 들어가면서 짧아지면 유전자가 붙어버리는 등의 문제가 생기게 되고

암세포가 될 가능성이 있습니다. 그래서 텔로미어가 짧아지면 세포는 스스로 죽거나, 세포 노화를 일으켜 그 순간부터 분열이 정지됩니다.

이런 이유로 텔로미어는 '노화 시계' 또는 '세포 타이머'라고 불립니다.

이 연구에서는 텔로미어도 0세 수준으로 재프로그래밍 하는데 성공했습니다.

텔로미어를 복원한다는 것은 세포의 나이를 거꾸로 돌린 것과 같은 셈입니다.

이번 연구에 혈액을 기증한 114세 여성은 '초백세인(Supercentenarian)'으로 불리는데, 초백세인은 110세 이상 사는 사람들을 말합니다.

참고로 미국 연구단체 노인학연구그룹(GRG)은 현재 전 세계에서 나이가 110세 이상으로 확인된 사람은 56명에 불과하다고 말했습니다.

연구진은 '초백세인들은 왜 이렇게 천천히 노화하는가?'라는 질문에 답하기 위해서 초백세인의 세포를 역분화줄기세포로 되돌려서 노화 과정을 늦추는 유전자와 다른 요소들을 찾을 수 있을 것이라 생각했습니다.

여기서 역분화줄기세포(iPS세포)는 쉽게 말하면 어떤 세포로도 변할 수 있는 세포인데 일반적으로 이런 세포들이 분화되어 특수한 기능을 하는 일반 세포가 됩니다. 

세포 재프로그래밍은 이 과정을 거꾸로하여 일반 세포들을 다시 어떤 세포로도 변할 수 있는 역분화줄기세포(iPS세포)로 되돌리는 과정입니다. 

만약 이 과정을 모든 세포에 적용할 수 있다면 지구상에 존재했었던 수많은 사람들과 현재 살아가는 수많은 사람들이 그토록 원하는 영생이 가능할 것입니다.

그러나 인간의 세포 개수는 수십조개인데 일일이 재프로그래밍을 해야한다는 숙제가 남아있고 이 목표와 현재 기술과는 괴리가 있는 것이 현실입니다. 

어쩌면 영화에서처럼 모든 기억을 저장장치에 옮긴 후 새 몸으로 업로드하는게 더 빠른 방법일 수 있습니다. 

앞서 언급했던 미래학자 레이 커즈와일은 이런 맥락에서 정신과 뇌를 치환해 컴퓨터와 연결하는 것이 가능하다고 주장해왔고 구글과 NECTOME을 비롯한 여러 기업에서 실제로 이런 연구가 이루어지고 있습니다.

*참고자료

1. Lee et al., "Induced pluripotency and spontaneous reversal of cellular aging in supercentenarian donor cells", Biochemical and Biophysical Research Communications, 2020

2. 권혜진 기자, "114세 세포를 아기 세포로, 노화 비밀 풀리나", AU경제, 2020

3. 이준호 교수, "‘노화 시계’ 텔로미어 길이 유지하는 또다른 방식 규명", 사이언스온, 2015