텔로미어는 무엇일까

26 5월, 2020
인간의 노화는 여전히 과학적으로 이해하려고 노력하는 복잡한 과정이다. 텔로미어의 길이는 염색체의 각 끝에서 반복적인 뉴클레오타이드 서열의 영역이기 때문에 노화 지표 중 하나이다.
 

텔로미어(Telomere)는 염색체의 각 끝에서 반복적인 뉴클레오타이드 서열의 영역이다. 텔로미어는 현재 과학에서 가장 매혹적인 주제 중 하나로서 노화, 암, 죽음과 같은 복잡하고 수수께끼 같은 과정에 대한 해답이 담겨 있다고 생각한다.

1930년대에 바버라 매클린톡의 회사에 있는 헤르만 조지프 뮬러가 텔로미어를 발견하여 노벨상을 받았다. 그 후 2009년에는 연구자 엘리자베스 H. 블랙번, 캐럴 W. 그리더, 잭 W. 조스탁이 같은 주제에 대한 연구로 또 다른 노벨 생리의학상을 받았다.

일부 과학자들은 이전에 세포가 무한히 분열할 수 있다고 믿었지만, 그 이후 세포가 일정한 횟수를 나눈 다음 죽을 수 있다는 것을 발견했다. 텔로미어의 길이는 세포가 얼마나 빨리 죽을지를 결정한다.

텔로미어는 무엇일까?

앞서 언급했듯이 텔로미어는 염색체의 끝이다. 이 단어는 말 그대로 “끝부분”을 의미하는 그리스어에서 유래되었다. 신발 끈 끝에 있는 플라스틱 부품과 비슷하다.

텔로미어는 인간 세포 DNA에 대한 보호막이다. 그러므로, 염색체들은 큰 범위 내에서 안정된 구조를 유지할 수 있다. 이 안정성은 세포가 정상적으로 분열할 수 있게 한다.

염색체의 끝은 많은 기능에서 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 세포들은 서로 붙지 않고, 이것은 생명 그 자체에 매우 중요하다. 다른 특징 중에서도 텔로미어는 유기체의 노화 속도를 확립할 수 있게 해 준다.

 
텔로미어는 염색체의 일부분이다
텔로미어는 염색체의 일부분이다.

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텔로미어의 목적

세포는 우리 몸의 조직과 기관을 재생시키기 위해 끊임없이 분열한다. 이러한 각 분할은 텔로미어의 길이를 약간 줄이고 점차 짧아진다. 그들이 너무 작아서 더는 DNA를 보호하는 기능을 수행할 수 없는 지점이 있다.

세포가 노년에 이르러 분열을 멈췄기 때문에 그 지점에 도달한다. 텔로미어의 길이는 킬로 베이스라는 단위로 측정한다. 태어날 때 평균 길이가 11킬로 베이스이고, 그 수치는 노년에 약 4킬로 베이스로 줄어든다.

텔로미어가 짧아지면서 DNA를 보호하지 못하는 것이 노화의 원인인 듯하며, 다음과 같은 노화 관련 질병이 나타나는 것으로 보인다.

  • 심혈관 질환
  • 신경퇴행성질환
  • 불임
  • 당뇨병

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텔로머레이스와 젊음

각각의 새로운 세포 분열에 따라 텔로미어가 단축되는 것은 불가피하다. 그러나 ‘텔로머레이스’라는 효소는 이 과정을 조절한다. 따라서 이 염색체 성분의 길이를 어느 정도 재생시킬 수 있다.

 

줄기세포는 일종의 텔로머레이스 보호자이다. 그러나 이 재생 효소의 생성은 나이가 들수록 감소하고 세포의 퇴화 속도를 증가시킨다.

이론적으로, 만약 텔로머레이스 생산이 멈추지 않는다면, 우리는 영원히 젊을 것이다.

하지만 한 가지 문제가 있다. 암세포는 매우 긴 텔로머레이스를 가지고 있고 많은 양의 텔로머레이스를 생산한다. 또한, 이것들은 나이를 먹지도 않고 많이 나누지도 않는다.

결론은, 낮은 텔로머레이스 생산은 사람을 늙게 하지만 높은 생산은 암의 위험을 증가시킨다는 것이다.

이 지점에서 과학적인 문제 중 한 가지는 암을 유발하지 않고 텔로머레이스의 발생을 유지하는 것이다. 따라서, 고무적인 결과를 제공하는 쥐를 대상으로 실험을 했다. 가까운 미래에 원하는 방식으로 텔로머레이스를 조작하려는 목표를 달성할 가능성을 배제하지 말자.

습관의 영향

습관의 영향

다양한 연구에서 특정한 습관이 텔로미어를 단축한다는 것을 증명했다. 추측할 수 있듯이, 가장 해로운 것은 다음과 같다.

 
  • 당이 든 음료의 과다 섭취
  • 흡연
  • 좌식 생활방식
  • 충분한 휴식 부족
  • 오염

마찬가지로, 만성 스트레스가 텔로미어를 짧게 하고 스트레스 호르몬인 코르티솔 생성을 감소시킨다는 것을 발견했다. 음식에 대한 데이터는 결론에 이르지 않지만, 더 긴 텔로미어와 야채, 과일, 오메가3, 커피의 소비 사이에는 관계가 있다.

또한, 연구원들은 생후 4주에서 6주 동안 모유를 먹인 아기들이 4살 때 더 긴 텔로미어를 가지고 있다는 것을 관찰했다. 이와 유사하게, 짧은 텔로미어는 임상적 우울증과 관련이 있는 것 같다.

 

Hernández Fernández, R. A. (1999). Telómeros y telomerasas. Revista Cubana de Investigaciones Biomédicas, 18(2), 121-129.