수명연장 단백질의 작동원리 최초 규명 

 

 

수명연장 단백질의 작동원리 최초 규명 

 

 

 

항노화 물질, 노화질병 치료제 개발에 방법 제시

미래창조과학부(장관 최양희)는 국내 연구진(충남대 김정윤 교수 연구팀)이 노화를 억제하고 수명을 연장하는데 핵심적인 단백질인 써투(Sir2, Sirtuin계 단백질)의 새로운 작동 원리를 규명하고, 칼로리 섭취 제한에 의한 노화억제 시 써투의 역할을 증명했다고 밝혔다.

써투(Sir2)는 세포 내 대사산물(NAD+, Nicotinamide Adenine Dinucleotide)에 의존적으로 활성을 나타내는 단백질로서 기질 단백질에 붙어있는 아세틸기를 제거하는 기능을 가지고 있다. 
 
이번 연구는 미래창조과학부가  지원하는 중견연구자지원사업과 바이오･의료기술개발사업의 지원을 받아 수행되었으며, 연구결과는 생명과학분야의 권위 있는 국제학술지 이라이프(eLIFE) 온라인판 9월 2일자에 게재됐다.
  
노화를 늦추는 것은 노화 관련 질병들의 발병을 근원적으로 예방함으로써 우리의 삶을 보다 건강하게 유지하는 가장 효과적인 방법이다. 
  

써투(Sir2, Sirtuin 계 단백질) 단백질은 다양한 실험 생물체의 수명을 증가시키는 것으로 알려졌으며 인간의 노화억제에도 핵심적인 역할을 하는 것으로 보인다. 하지만 이 단백질이 어떻게 노화를 억제하는지에 대해서는 지금까지 정확하게 밝혀지지 않았을 뿐만 아니라, 써투의 노화억제 기능 자체에 대해 의구심을 가진 과학자들도 많이 있다.
 
연구진은 써투(Sir2)가 히스톤 단백질(H4)의 16번째 라이신 잔기에 붙어있는 아세틸기를 제거함으로써 특정 노화촉진 단백질(세포막 전위차 조절 단백질과 라이보좀 단백질)들의 발현을 억제하여 효모의 수명을 증가시킨다는 새로운 사실을 발견했다.

또한, 써투(Sir2)의 노화제어기능은 써투에 인산기를 붙이는 단백질에 의해 조절된다는 것을 밝혔다.
 

써투가 상시로 인산화되어 있는 돌연변이 효모는 특정 노화촉진 단백질들의 발현이 증가해서 수명이 짧아졌으며, 반대로 써투가 인산화되지 않도록 조작된 돌연변이 효모는 특정 노화촉진 단백질들의 발현이 감소해서 수명이 증가하였다

나아가 연구진은 써투의 인산화가 cAMP-PKA와 CK2 신호전달경로에 의해 조절된다는 것을 밝혔다. 
 

칼로리 섭취 제한은 다양한 실험 생물체의 수명을 연장하는 것으로 잘 알려졌다. 흥미로운 사실은, 이러한 칼로리 섭취 제한에 의한 수명연장 효과가 본 연구진이 발견한 써투(Sir2) 인산화 신호와 연관되어 있다는 것이다. 써투가 상시로 인산화되어 있도록 조작된 효모는 칼로리 섭취가 제한된 조건에서도 수명이 더 증가하지 않았다.
 

결론적으로 칼로리 제한에 의한 수명연장 효과는 cAMP-PKA와 CK2 신호가 비활성화되었을 경우에만 써투(Sir2)가 특정 노화촉진 단백질들의 발현을 억제하기 때문에 나타난다는 것을 의미한다. 본 연구결과는 유전적, 환경적 상황에 따라 써투의 수명연장 효과가 다르게 나타나는 작동원리를 분자 수준에서 보여준 세계 최초의 연구이다.

 
써투(Sir2)가 노화를 억제하는 새로운 작동원리를 분자 수준에서 규명함으로써, 향후 항노화 물질 및 노화 관련 질병 치료약 개발에 중요하게 활용될 것으로 기대된다.

김정윤 교수는 “이 연구결과는 지난 10여 년 동안의 써투 단백질의 수명연장 기능에 대한 논쟁을 끝낼 수 있는 중요한 성과이며, 써투 단백질의 수명연장 기능 활성화를 통한 항노화 물질, 노화질병 치료제 개발에 방법을 제시한 것에 연구의 의의가 있다.”라고 밝혔다.