[과학을 읽다]'늙음'을 막을 수 있다?

DGIST 연구팀, 노화 회복 비밀 열쇠 찾았다

▲KU-60019는 ATM 단백질의 인산화 활성을 억제한다. vATPase의 인산화 감소를 통해 리소좀의 활성 증가 와 자식작용을 유도하고 미토콘드리아의 기능 회복을 유도해 노화세포의 기능을 회복한다.[자료제공=DGIST]

[아시아경제 정종오 기자] 국내 연구팀이 노화 회복의 비밀을 풀 열쇠를 찾았습니다. 연구팀은 노화의 회복을 위해 노화를 제어할 수 있는 인자를 찾고 세포분열 능력을 회복시킬 수 있는 약물의 발굴을 시도했습니다. 그 결과 KU-60019(인산화 효소 가운데 하나인 ATM 단백질의 활성 저해제) 약물이 리소좀 기능 활성화, 세포 증식 유도 등을 통해 노화세포의 기능을 회복시킨다는 사실을 확인했습니다.

DGIST(총장 손상혁)는 뉴바이올로지전공 박상철 석좌교수(웰에이징연구센터장)와 이영삼 교수 연구팀이 가역적(可逆的) 노화 회복을 유도할 수 있는 약물을 발굴하고 이 약물을 활용한 노화 회복 메커니즘을 규명했다고 28일 발표했습니다. '가역적(可逆的)'이란
물질의 상태가 한번 바뀐 다음에 다시 본래의 상태로 돌아갈 수 있는 것을 의미합니다.

노화는 나이가 듦에 따라 세포의 분열과 성장 능력이 떨어지는 것을 말합니다. 이 현상은 생체 기능 저하와 노인성 질환의 원인으로 작용합니다. 노화 억제와 회복은 인간의 본능적 욕구로 노화를 제어하는 물질을 발굴하고 노화 작용 메커니즘을 분석하는 일은 생물학계가 풀어야 할 과제중 하나입니다.

노화의 원인은 세포 내 단백질, 지질 등과 같은 생체 고분자를 분해하고 오토파지(Autophagy, 자식작용)를 담당하는 세포 내 소기관인 리소좀의 기능 저하가 원인으로 지목됐습니다. 리소좀 기능이 떨어지면 세포 내에서 제거돼야 할 생체 고분자를 축적하고 제 기능을 수행하지 못하는 미토콘드리아의 불완전한 제거 등 물질 대사의 불안정성을 야기해 세포 노화를 일으킵니다.

연구팀은 세포 노화가 진행될 때 리소좀 활성 조절에 관여하는 vacuolar ATPase(v-ATPase) 단백질이 ATM 단백질에 의해 인산화가 진행되고 v-ATPase를 구성하는 단위체 간의 결합력이 약화돼 결과적으로 리소좀의 기능이 떨어진다는 사실을 확인했습니다.

또 KU-60019 약물에 의한 ATM 단백질 활성화 조절이 v-ATPase의 인산화 감소를 유도하고 이를 통해 리소좀의 오토파지 기능과 미토콘드리아의 기능 회복을 유도할 뿐만 아니라 노화 동물 모델에서 상처 회복을 촉진시키는 등 노화의 가역적 회복이 가능함을 증명했습니다.

박상철 석좌교수는 "리소좀 기능 저하의 억제와 회복을 통한 노화세포의 가역적 회복이 가능하다는 메커니즘을 규명한 것이 이번 연구의 의의"라며 "앞으로 노화 동물 모델을 통한 효능과 안전성 검증 등을 통해 인간의 건강수명을 연장할 수 있는 연구를 지속적으로 수행하겠다"고 말했습니다.

박 교수는 "세포 노화 진행에 따른 리소좀의 기능 변화(자식작용의 감소 등)를 제어할 수 있는 약물의 발굴과 분자적 작용 기전을 규명해 노화세포의 가역적 회복을 유도하는 새로운 방안을 제시했다"고 설명했습니다.

연구 결과는 화학생물학 분야 국제학술지 '네이처 케미컬 바이올로지(Nature Chemical Biology)' 28일자 온라인 판(논문명:Chemical screening identifies ATM as a target for alleviating senescence)에 실렸습니다.