사람은 왜 죽을까? - 텔로미어
최인식, ACT뉴스 2009년 12월
금년도 노벨 의학상이 세 명의 미국 세포 생물학자들에게 주어졌다. 연구의 내용은 세포의 염색체 끝 부분에 관한 것이다. 염색체의 끝 부분을 텔로미어라고 부른다. 유전정보를 저장하는 긴 핵산의 꼬여 있는 긴 두 가닥의 끝부분, 즉 구두끈의 끝에 붙어있는 딱딱한 플라스틱 팁과 같은 역할을 하는 부분인데 이것이 구두끈의 끝과 유사하게 세포의 분열 당시 핵산 끝이 다 풀어 지지 않게 하는 기능을 한다.
세포가 한번 분열 할 때마다 텔로미어가 줄어진다. 태어날 때부터 다시 분열하지 않는 근육, 심근 및 신경세포를 제외하고는 모든 세포는 그냥두면 50번 정도의 분열로 한계에 달한다. 이것을 헤이플릭 한계(Hayflick Limit)라고 하는데 그러고 나면 결국 노쇠현상이 나타나게 되어 늙고 병들어 죽게 된다. 그러나 텔로미어의 길이를 유지하도록 해주는 효소의 도움으로 보통 80번 정도의 분열이 가능하다.
핵산 끝의 이런 기전(mechanism)은 1973년에 소련 과학자가 예측을 했으나 블렉번, 그레이더, 소스텍, 이 세 과학자들이 텔로미어의 핵산배열 규명과 이들 핵산을 만드는 효소(텔로머레이스)를 규명한 일이다. 이것이 실제로 무엇을 의미하는가를 알아보면 놀라지 않을 수 없는 사실이 숨겨져 있다. 간단히 말해서 텔로미어와 그 효소를 통해 노화방지, 암치료 및 줄기세포 연구의 실제적인 해답의 관건이 달려있다는 엄청난 가능성으로 말미암아 학계뿐만 아니라 모든 사람들의 관심이 집중 되게 된 것이다.
텔로미어가 짧아지기 때문에 우리가 노화한다면 이 현상을 막아 주는 효소를 어떻게 인위적으로 증가시켜주면 텔로미어의 길이가 유지되어 개체가 장수할 것이라는 사실은 세상 사람들을 분명히 흥분시키고도 남음이 있는 일이다.
우리 몸 안에는 생식세포나 줄기세포 및 면역세포들 같은 텔로미어의 끝이 짧아지지 않는 끝 없이 분열하는 불후의 세포가 있는데 이 세포들은 이 효소를 많이 포함하고 있기 때문이고 그 나머지의 대부분의 체세포는 위에 말한 바와 같이 일정한 세월이 지나면 이 효소가 그 이상 텔로미어의 길이를 유지하지 못하게 하는 특별 유전인자 기전으로 말미암아 세포의 노화가 일어난다. 다시 말해서 우리의 수명이 유한하도록 이미 프로그램 되어 있다는 말이다. 그런데 이 유전자 기전이 돌연변이 같은 사건으로 망가진 세포는 그만 불후의 세포가 되어 끝없이 분열하여 주위의 다른 세포와 조직을 질식시키므로 개체에 결국 죽음을 유도하게 되는데 이것이 바로 암이다. 다시 말해서 사람을 죽게 하는 암은 일정한 수명을 가진 세포가 불후의 세포로 변화된 상태 즉 텔로미어 효소가 끝없이 작용해서 아무리 세포가 분열해도 텔로미어가 짧아지지 않는 상태에 도달한 상태를 말한다.
결국 노화현상과 암의 본체를 조금 깊이 알게 된 것이다. 노화현상을 지연시켜 장수하려면 이 효소가 많아야하고 그러면 암의 발생을 우려 할 수밖에 없게 되어 신기한 딜레마에 처하게 된 것이다. 또한 이 효소자체에 선천적으로 문제가 있어 텔로미어의 길이를 정상적으로 유지해주지 못해서 생기는 각종 질병이 있는데 그 중에 하나가 애가 갑자기 노인이 되는 조로증은 이 기전으로 이제 쉽게 이해 할 수가 있다.
몸 안에 암이 발생하면 텔로미어 효소 양의 증가가 예측되고 이것의 측정으로 암의 조기 진단이나 치료경과를 관찰 할 수 있게 된다. 암의 치료도 암세포의 텔로미어를 계속 연장시켜주는 이 효소를 백신으로 제거시켜주면 그 이상 분열을 중단하고 암세포는 그만 죽게 되는 것이다. 이것이 암 치료의 가장 효과적인 방법이 될 수 있다. 그렇게 하자니 위에 언급한 몸안의 면역체 세포의 역할을 중단하게 될 우려가 있어서 또 딜레마이다.
노화현상은 텔로미어가 짧아지는 이유뿐 아니라 사실 다른 여러가지 복잡한 이유가 있다. 소위 말하는 옥시단트로 말미암아 핵산이나 단백질이나 지방성분이 결합되어 있는 물질이 상하는 것이다. 술, 담배, 염증, 감염, 공기나 식물오염으로 인한다. 안티-옥시단트로 실험동물의 생명을 거의 두배 연장 할 수 있다는 것은 놀랍다. 다른 하나의 이유는 혈당이 이와 동일한 작용을 한다. 또 다른 이유는 오래 산다는 그 자체가 각종 돌연변이 및 다른 위험에 노출되는 확률을 높이는 것이다. 위에 언급된 이들 원인들을 모두 잘 조정한다면 인간의 수명이 몇년 더 연장 될까? 그래도 영원히 살지는 못한다.
시편에 “우리의 년수가 칠십이요 강건하면 팔십이라도” 에서처럼 홍수 이후 문화권에서 우리 모두가 100을 넘기기가 21세기의 과학을 동원해서도 쉽지는 않는 것 같다. 사람이 왜 죽을까? 늙기 때문에, 병들기 때문에? 텔로미어가 짧아지도록 하는 유전정보를 몸안에 장치하신 이가 “-네가 먹는 날에는 정녕 죽으리라” 하시고 또 말씀하시길 “이러므로 한 사람으로 말미암아 죄가 세상에 들어오고 죄로 말미암아 사망이 왔나니 이와 같이 모든 사람이 죄를 지었으므로 사망이 모든 사람에게 이르렀느니라”(롬 5:12)고 말씀하신다.
