텔로미어 - 노화에 관하여

먼 옛날부터 현대에 이르기까지 인류의 수명과 건강은 사람들의 꾸준한 관심을 받아왔고 그에 대한 연구들에 의해 우리 생활의 한 부분인 식품, 의학, 환경 등과 같은 분야들이 발전해 왔다고 봐도 과언이 아니다. 하지만 이러한 것들은 노화에 대한 일차적인 해결 방안이 되지 못한다. 이에 최근 유기체를 통한 노화 자체적인 일차적 방안 및 방지에 관해 관심이 집중되고 있다. 그렇기 때문에 우선 유기체를 통한 노화의 사이클을 알 필요가 있다.

1. 노화와 죽음에 대한 사이클
 모든 유기체는 세포의 분열을 통한 생성과 소실이 반복되는데 세포분열이 계속될수록 유전자의 길이가 짧아지게 된다. 짧아진 유전자의 세포분열로 인하여 유기체들의 구성에 결함이 생기게 되고 이것은 기능에도 영향을 끼치게 된다. 시간이 지남에 따라 유전자의 길이가 계속 짧아지다가 유전자 발현의 최소 길이에 도달하게 되면 유전자는 복제를 멈추게 된다. 그로 인해 결국 세포들이 죽고 그것이 노화로 이어지며 결국에는 죽음에 이르게 된다. 이에 많은 연구자들은 유기체의 온전한 복제를 도와주는 ‘텔로미어’에 대한 연구가 이루어지고 있다.

2. 텔로미어란 무엇인가
텔로미어(telomere)는 ’끝‘을 뜻하는 그리스어 tels와 부위를 가리키는 MERS의 합성어로 DNA양 끝에 붙어있는 반복 염기서열(TTAGGG)을 말한다. DNA에 TTAGGG가 붙여져 구성돼 있는 텔로미어는 염색체의 말단에 반복적으로 존재하는 유전물질의 특이한 형태로, 종말체라고도 한다. 텔로미어는 염색체의 손상이나 다른 염색체와의 결합을 방지하는 기능을 가지고 있다. 텔로미어가 없는 상태로 세포가 분열된다면 세포에 관한 정보가 들어있는 염색체의 끝부분이 소실될 것이다. 그런데 텔로미어는 세포가 한번 분열할 때마다 그 길이가 조금씩 짧아지며, 텔로메라아제라는 역전사효소에 의해서 보충된다. 세포분열이 일정한 횟수를 넘어서면 텔로미어가 아주 짧아지고 그 세포는 분열을 멈추고 죽게 된다. 이는 늙거나 손상된 세포가 문제를 일으키지 않기 위해 스스로 소멸하는 세포 소멸을 하게 된다. 그래서 텔로미어를 '생명 시계'라 부르기도 한다. 하지만 텔로미어도 마지막 염기가 복제되는 것은 아니기 때문에 세포분열이 한번, 두 번 반복될수록 텔로미어의 길이는 짧아지게 되고 텔로미어의 길이가 짧아짐에 따라서 세포분열을 막고 노화현상을 유발할 수 있다. 이에 캐럴 글라이더(Carol Reider)는 손실되는 텔로미어의 DNA를 복구하는 효소(enzyme)가 존재하는 것을 연구로 밝혔다. 그것을 텔로메라아제(telomerase)라고 한다. 이 효소 덕분에 세포가 분열해도 텔로미어의 길이를 어느 정도의 길이로 유지할 수 있고 활성화되면 세포가 계속 분열할 수 있다. 텔로메라아제는 염색체 말단의 텔로미어 길이가 짧아지지 않도록 해준다.
미국 하버드대 다나-파보 암센터의 암 유전학자인 로날드 데피노와 연구팀은 실험 쥐를 통하여 텔로메라아제가 단순히 수명을 연장할 뿐만 아니라 이미 진행된 노화를 되돌릴 수 있다는 획기적인 결과를 내놓았다. 

3. 텔로미어 활용의 불확실성
텔로미어의 DNA를 복구하는 효소인 텔로메라아제 활성 조절의 위험성에 대해서는 과학자들의 의견이 엇갈리고 있다. 덥히나 박사는 “텔로메라아제가 DNA 손상을 방지함으로써 암세포화되는 것을 막아준다”고 말했다. 하버드대의 분자생물학자인 데이비드 싱클레어 역시 “텔로메라아제를 활성화해 종양을 막을 수 있다는 데 동의한다”며 “만약 텔로메라아제를 활용한 치료가 안전하다면 노화와 관련된 다양한 질병들을 치료하고 노화된 장기의 기능을 회복시키는 유용한 돌파구가 될 수 있다”고 덧붙였다.
그러나 다른 연구자들은 텔로메라아제가 안전하게 이용될 수 있을지 확신하지 못한다. 데이비드 해리슨은 “만약 텔로메라아제를 활성화하는 것이 암세포를 자극하지 않는다고 확신할 수 없다면 텔로메라아제의 활성을 이용한 치료는 매우 위험하다”고 말했다. 텔로메라아제를 증가시킬 경우 잠재적으로 종양이 자라게 만들 수 있는 위험이 있다고 생각하기 때문이다.
해리슨은 또한 “이번 연구는 정상적으로 노화가 진행된 쥐를 이용한 것이 아니라 비정상적으로 노화를 일으킨 쥐에서 연구한 것이기 때문에 텔로메라아제가 결여된 쥐가 인간의 노화를 대신하는 좋은 모델인지 의구심이 든다”고 말했다. 영국 뉴캐슬대 노화 연구 센터의 톰 커크우드는 “인간의 노화에서 텔로미어가 짧아지는 것만이 노화의 특징이 아닐 수 있다고 생각한다”고 말하며 노화에 영향을 미치는 다양한 요인이 있을 수 있음을 시사했다.
만약 텔로미어 연장을 통해 세포가 노화되지 않고 분화만 계속할 경우, 이는 정상적으로 작동하던 기관에 세포의 수만 지속해서 늘어나는 것이기 때문에 오히려 또 다른 생체노화의 원인이 될 수도 있다. 
또 한, 세포가 늙어도 텔로미어가 짧아지지 않으면 암의 원인이 되기도 한다. 체세포를 제외한 생식세포와 암세포의 경우 '텔로메라아제(telomerase)'라는 효소가 분비되면서 텔로미어가 짧아지는 것을 막기 때문에 암세포가 죽지 않고 계속 증식하게 된다. 줄기세포도 텔로메라아제를 가지고 있다. 최근엔 텔로메라아제를 이용한 노화 방지 혹은 암 치료 연구가 진행되고 있다. 
최근 한국의 유호진 교수 연구팀은 세포분열 억제가 유전자 복구 사이클에 문제를 일으켜 암 발병이 촉진될 수 있음을 밝혔다.
이는 세포분열 억제가 암 발병을 억제한다는 원래 있던 학설과는 달리 세포분열 억제로 암 발생이 오히려 촉진될 수 있다는 사실을 처음으로 밝힌 것이다.
즉 세포가 노화되면 텔로미어 길이가 점점 짧아져서 더 이상 세포분열이 일어나지 않게 되면 암세포로 변할 가능성이 높아지는 이유를 설명할 수가 있게 되었다.

4. 텔로미어의 활용
텔로미어는 많은 분야에서 획기적으로 활용될 수 있다.
몇 가지 예를 들자면 첫째로, 유전자의 텔로미어 분열 속도를 측정하여 사람의 수명 예측을 예측할 수다. 둘째, 텔로미어를 이용한 텔로미어의 소실을 방지로 농작물 또는 양계의 알 등과 같은 부속 식량의 생산도 증대될 수 있다. 셋째, 과도하게 증식하는 유전자의 텔로미어를 없앰으로써 유전자의 수를 조절하여 암을 억제하고 백혈병 치료를 할 수 있으며 노화로 인한 죽음의 시기를 연장할 수 있다. 하지만 이러한 것들은 앞에서 알아둔바 와 많은 과학자의 의견이 엇갈리고 있으며 만약 연구를 통해 텔로미어를 활용한다고 하더라도 많은 사회적인 문제를 야기할 수 있다.

5. 결론
텔로미어는 오래전부터 관심받아 온 사람의 생명, 즉 노화와 죽음에 대한 해답이 될 수 있고 암 치료, 수명측정, 수명연장, 노화 방지, 유전자 수 조절을 이용해 많은 분야에서 활용될 수 있습니다. 하지만 그로 인해 따라오는 많은 문제점도 생각해 봐야 합니다. 과도한 유전자 이용은 윤리적 문제가 생길 수 있으며 특히 수명연장, 노화 방지와 같은 부분이 대중화된다면 인구가 늘어남에 따라 생기는 많은 문제들을 야기하게 될 것입니다. 또한 유전자 수 조절에 의한 부속 식량 증대도 심각한 경제문제를 동반하게 될 것입니다. 
아직 많은 과학자의 의견이 대립하고 있는 만큼 텔로미어에 대한 정확한 연구가 더 진행되고 발전해야 한다고 생각됩니다. 먼 훗날 완전한 연구가 이루어져서 의견대립이 없다 하더라도 그로 인해 동반되는 문제들을 생각해 봐야 하므로 텔로미어, 텔로메라아제를 어떻게 활성화하는 것보다는 어떻게 잘 통제되게 끌어내는 것이 더 중요한 과제가 아닐지 생각됩니다.