한국과학기술원(KAIST) 연구진이 세포 노화를 늦추고 수명을 연장하는 데 중요한 역할을 하는 단백질의 기능을 규명했다. 이번 연구는 노화와 퇴행성 질환 치료 연구에 새로운 단서를 제시할 것으로 기대된다.
KAIST는 생명과학과 이승재 교수 연구팀과 김윤기 교수·이광록 교수 연구팀이 공동 연구를 통해 원형 RNA(circular RNA)를 분해하는 효소인 RNASEK(알엔에이즈케이) 단백질이 노화 조절에 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다고 18일 밝혔다.
그동안 원형 RNA는 안정성이 높아 쉽게 분해되지 않으며 나이가 들수록 세포에 축적되는 특징이 있어 ‘노화의 지표’ 정도로 알려져 왔다.
그러나 원형 RNA 축적이 실제 노화 과정에 어떤 영향을 미치는지, 이를 조절하는 세포 내 관리 시스템이 존재하는지는 명확히 밝혀지지 않았다.
연구팀은 노화 연구에 널리 활용되는 예쁜꼬마선충(C. elegans)을 이용한 실험을 통해 RNASEK 단백질이 장수에 필수적인 역할을 한다는 사실을 확인했다.
노화가 진행되면서 RNASEK의 양이 감소하고 그에 따라 원형 RNA가 세포 안에 비정상적으로 축적되는 현상이 나타났다. 반대로 RNASEK의 양을 인위적으로 증가시키면 생존 기간이 늘어나는 것으로 확인됐다.
이는 세포 내 원형 RNA를 적절히 제거하는 과정이 건강 유지와 장수에 중요한 역할을 한다는 점을 의미한다.
연구팀은 또 RNASEK가 원형 RNA가 서로 뭉쳐 독성을 형성하는 현상을 억제한다는 사실도 밝혀냈다.
원형 RNA가 과도하게 축적될 경우 세포 내 ‘스트레스 과립(stress granule)’이라는 구조가 비정상적으로 형성되는데, 이 구조는 세포 기능을 저하시켜 노화를 촉진하는 것으로 알려져 있다. RNASEK는 이러한 과정을 억제해 세포의 정상 상태를 유지하도록 돕는 역할을 한다.
이 같은 현상은 예쁜꼬마선충뿐 아니라 생쥐와 인간 세포에서도 동일하게 확인됐다.
연구진은 이번 연구를 통해 노화 조절 메커니즘을 보다 명확히 규명했으며, 향후 RNASEK를 활용한 인간 노화 및 퇴행성 질환 치료 전략 개발 가능성을 제시했다고 설명했다.
이승재 KAIST 생명과학과 교수는 “지금까지 원형 RNA는 나이가 들수록 축적되는 노화의 지표 정도로만 여겨졌다”며 “이번 연구를 통해 원형 RNA가 노화를 유발할 수 있으며, 이를 제거하는 RNASEK가 건강한 장수를 유도하는 핵심 조절자임을 확인했다”고 말했다.
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