노화의 비밀은 텔로미어(Telomere)가 가지고 있다

역사적으로 영원한 젊음을 손에 넣으려는 노력과 의문은 끊임없이 제기되었고 2009년 노벨 의학상 수상으로 텔로미어 이론이 입증되자 마침내 노화와 죽음, 수명, 모든 것들의 근원이 명백하게 드러났다. 염색체의 끝 부분에 존재하는 텔로미어의 손상 및 짧아지지 않는 보존은 언제까지고 우리가 건강하게 살아갈 수 있다는 것이 현 과학계가 텔로미어에 주목하게 된 이유다. 텔로미어는 DNA의 조각들이고 세포의 시계라고 할 수 있다. 그리스어로 끝부위라는 단어의 합성어인 텔로미어는 염색체와 DNA를 복제하는 효소를 가진 염색체의 끝부분으로 만약 텔로미어가 없는 상태로 세포가 분열된다면 세포에 관련된 모든 정보가 들어있는 염색체의 끝부분을 잃어버릴 것이다. 즉 텔로미어는 염색체의 끝부분을 막고 있으며 분해되지 않게 해주는 일명 완충지역이라 할 수 있다. 그러나 잦은 세포의 분열은 텔로미어는 소실을 유발하고 텔로머라아제라는 효소에 의해서 보충 및 복구된다. 인간의 텔로미어 길이는 DNA 등 핵산 연쇄의 길이 단위로 말하면 수 킬로 베이스 정도라고 할 수 있다. 텔로미어는 6개의 특이한 DNA의 염기서열이 수백 및 수천번 반복되며 염색체의 말단에 위치하고 있어서 세포가 분열할 때 염색체가 분해되는 것을 막아준다. 텔로미어의 특징을 보면 세포가 한번 분열할 때 염색체 말단에서는 약 50~200개의 텔로미어 DNA 뉴클레오타이드를 잃어버린다. 즉 텔로미어의 길이가 짧아질수록 세포가 노화되었다는 것을 의미한다. 여러 차례 세포분열을 하면서 대부분의 텔로미어 DNA가 손실되면 결국 세포는 세포분열을 멈춘다. 이것은 더 이상 분열할 수 없는 세포로써 각종 문제를 일으키며 인체 전반에 악영향을 유발한다. 몇몇 연구들은 텔로미어가 산화스트레스, 즉 활성산소에 매우 민감하다는 것을 밝혔다. 또한 텔로미어의 축소(길이의 짧아짐)에 있어 스트레스와 활성산소에 의한 산화적인 DNA 손상이 결정적인 원인이라는 증거도 있다. 몇 가지 연구에서 연구진들은 가장 짧은 텔로미어를 가지고 있고 베타카로틴 및 비타민C와 E의 섭취를 적게 하는 여성들이 그렇지 않은 여성들보다 유방암에 걸릴 위험이 조금 더 크다고 밝혔다. 이러한 결과들을 통해 텔로미어의 축소로 인한 암 유발 가능성이 DNA 손상과 활성산소 및 스트레스 같은 요소들에 의해 작용한다는 것을 유추할 수 있다. 즉 노화가 얼마나 빨리 진행되느냐는 신체의 건강을 위협하는 각종 환경과 독소 그리고 스트레스와 활성산소에 달려있다. 우리 몸은 매 순간 산화작용과 염증을 비롯해 비정상메틸화, 유전자 변형, 당화반응 및 좋지 않은 환경 속의 각종 독소들의 공격으로부터 스스로를 보호한다. 그렇지만 이렇게 수많은 부분들로부터 인체 스스로를 보호하는 과정 자체가 더 빠른 세포 분열을 유발하고 이는 곧 텔로미어 길이의 축소를 의미한다. 한 연구에서는 일생 중 흡연 경력이 전혀 없는 사람과 경험이 있는 사람들의 텔로미어 길이에 대하여 통계를 내었다. 흡연은 폐의 기능을 떨어뜨렸으며 이것은 곧 텔로미어의 축소를 발생시켰다. 한 번도 흡연을 하지 않은 사람과 비교했을 때 짧은 텔로미어를 가지는 흡연자들은 그들의 호흡기능이 상당히 줄어있었다. 즉 흡연으로 인한 폐 기능 감소 현상을 확인할 수 있었던 것이다. 그렇다면, 노화를 막기 위해 혹은 줄이기 위해 알아보아야 할 것은 다음과 같다고 볼 수 있다. 손실된 텔로미어의 DNA를 복구하는 효소가 존재하는데 그것을 텔로머라아제(말단 소립 복제효소, Telomerase)라고 한다. 이 효소 덕분에 세포가 분열해도 텔로미어의 길이를 어느 정도의 길이로 유지할 수 있다. 생물체에서 텔로머라아제 효소가 활발한 세포는 소장 내부의 표피세포와 골수세포 및 암세포 등이다. 소장 내부의 표피세포는 끊임없이 음식물 및 체액에 의해 상처를 입거나 떨어져 나가거나 한다. 그러나 활성화된 텔로머라아제 효소에 의해서 세포분열이 지속적으로 일어나면서 상처 입은 표피세포를 복구할 수 있는 것이다. 또한 텔로머라아제는 텔로미어의 DNA 염기서열과 서로 보완적인 염기쌍을 가지는 RNA를 이용해 텔로미어 DNA를 만들어내는 일종의 역전사 효소를 만들어 낼 수 있다. 즉 예를 들어 역전사효소의 RNA 염기서열이 CCUAAA이면 GGATTT를 가지는 DNA 염기서열이 만들어지는 것이다. 이러한 방법을 통해 텔로머라아제는 염색체 말단에 위치한 텔로미어의 길이가 짧아지지 않도록 해준다.

텔로미어 관련 연구들 중 캘리포니아 대학에서 추진된 한 조사는 전립선암의 초기 진단을 받은 35명을 대상으로 했고 그들중 10명의 생활 방식을 바꾸게 했다. 이들 10명은 과일과 채소 및 화학처리가 안된 곡물과 저지방 그리고 정제된 당질을 섭취하도록 했고 주 6일간 30분씩 걷기 등의 유산소 운동을 하게 하였다. 또한 요가와 스트레칭, 명상 수련을 통해 보다 안정된 마음으로 스트레스를 없앨 수 있도록 도왔다. 그리고 그 외 그들의 일반적인 생활습관을 유지한 다른 25명의 참가자들과 비교했을 때 생활 습관을 바꾼 그룹에서 약 10%의 더 긴 텔로미어가 관찰되었다. 또한 이들 10명 중 더욱 적극적으로 노력했던 참가자들은 보다 더 길어진 텔로미어를 보여주었다. 이러한 실험을 통해 보면 결국 우리가 살아가면서 겪을 수 있는 각종 질병들의 원인은 각종 환경적인 요인과 무절제한 생활습관에서 발생하는 것이며 이는 곧 인체 세포의 텔로미어 길이가 짧아지는 즉 노화되어서 문제가 되는 것으로 알 수 있게 되었다. 그중 특히 텔로미어가 예민하게 반응하게 된 물질은 활성산소라고도 알게 되었다. 그러므로 지금부터라도 나 자신부터 올바른 식습관을 비롯해 적당한 운동과 편안한 마음가짐으로 텔로미어의 길이를 더욱 길게 복구시킬 수 있는 텔로머라아제의 활성화를 촉진하려고 노력해야겠다. 더불어 이 글을 구독자분들도 노화와 텔로미어에 대하여 충분히 인지하였으면 하는 바람이다.