버클리 연구팀 "노화 지연·예방 및 새 암치료법 개발 가능"
(파리 AFP=연합뉴스) 동물이나 식물 염색체의 끝을 보호해 노화를 예방하는 효소로 알려진 '텔로머레이스'(telomerase·말단소체복원효소) 해독이 완료됐다고 과학자들이 선언했다.
버클리 캘리포니아주립대학(UC 버클리) 분자생물학자 캐슬린 콜린스 연구팀은 텔로머레이스를 해독하려는 20년에 걸친 노력이 완료, 노화를 늦추거나 예방하는 약이나 새로운 암 치료법을 개발할 수 있게 됐다고 네이처에 보고했다.
콜린스 연구팀은 성명을 통해 "우리가 규명한 것들은 텔로머레이스 변이 질환에 대한 이해의 틀을 제공하고, 텔로머레이스를 이용한 임상치료법으로 나아가는 중요한 진전을 나타내는 것"이라고 밝혔다.
단백질 분자와 단백질 합성 지시를 전달하는 유전자 물질인 리보핵산(RNA) 분자로 구성된 텔로머레이스는 염색체의 끝을 싸고 있는 '작은 칼집'과 같은 텔로미어(telomere)에 영향을 준다. 인간의 모든 세포는 X, Y 성염색체를 포함해 23쌍의 염색체를 갖고 있다.
텔로미어는 호주 출신 미국 생물학자 엘리자베스 블랙번 박사가 1970년대에 처음 발견해, 신발 끈의 끝이 해지지 않도록 하는 플라스틱 캡과 같은 염색체 보호 기능을 하는 것을 밝혀냈다. 그는 이 공로로 2009년도 노벨생리의학상을 공동 수상했다.
이 텔로미어는 세포가 분열할 때마다 조금씩 짧아지고, 이런 과정은 세포가 분열을 멈추고 죽을 때까지 계속돼 자연스러운 노화과정으로 인식됐다. 블랙번 박사는 이후 1985년 타이어를 재생하는 것처럼 텔로머레이스가 텔로미어를 복구할 수 있으며, 이를 통해 세포의 수명을 연장할 수 있다는 점을 밝혀냈다.
텔로머레이스가 부족하면 세포가 일찍 죽고, 반대로 너무 많으면 대부분의 암에서처럼 세포가 걷잡을 수 없이 커지게 된다.
그동안 이 효소의 발현을 통제할 수 있는 신약을 개발하려는 노력이 진행됐지만, 분자구조에 대한 분석이 부족해 성과를 얻지 못했다.
콜린스 연구팀은 최첨단 극저온전자현미경(Cryo-EM)을 이용해 텔로머레이스 효소를 7~8 옹스트롬 해상도로 관찰해 분자구조를 해독했다. 1옹스트롬은 1m의 100억분의 1 크기로, 극저온현미경은 X-레이로는 볼 수 없는 분자구조를 판독할 수 있다.
UC 버클리의 밀러 기초과학연구소에서 박사후 과정을 밟는 티 호앙 두옹 구엔은 "모든 분자구조를 볼 수 있는 단계에 이르렀을 때 총 11개의 단백질을 확인했다"면서 "경이로운 순간이었다"고 밝혔다.
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