구글의 공동창업자 세르게이 브린과 래리 페이지가 2013년 설립한 노화 연구 전문 기업 칼리코가 인간 수명의 한계를 500세까지 확장하겠다는 파격적인 목표를 향해 진일보한다. 그 중심에는 아프리카 동부에 서식하는 몸길이 10cm 남짓의 작은 설치류인 벌거숭이두더지쥐가 있다. 이 동물은 일반 쥐보다 10배 이상 긴 32년의 수명을 누리며, 인간으로 환산할 경우 약 800세 이상의 생존 능력을 보유한 것으로 평가받는다.
최근 중국 통지대 마오주용 교수 연구진은 국제 학술지 사이언스를 통해 벌거숭이두더지쥐의 비정상적인 장수 비결 중 하나인 CGAS 효소의 독특한 메커니즘을 규명했다. 연구에 따르면 인간과 생쥐의 경우 CGAS는 세포핵 내에서 DNA 복구를 방해하여 돌연변이와 암 발생 위험을 높이는 역할을 수행한다. 그러나 벌거숭이두더지쥐의 CGAS는 오히려 손상된 DNA의 복구를 촉진하는 정반대의 기능을 수행하는 것으로 나타났다.
이러한 극적인 차이는 단백질을 구성하는 수백 개의 아미노산 중 단 4개의 변이에서 기인한다. 연구팀은 유전자 조작을 통해 벌거숭이두더지쥐의 아미노산을 인간형으로 교체하자 DNA 복구 기능이 소멸하였고, 반대로 인간의 효소를 두더지쥐형으로 변형하자 억제 기능이 사라지는 것을 확인했다. 실제 초파리를 대상으로 한 수명 실험에서도 벌거숭이두더지쥐형 유전자를 주입한 개체는 수명이 약 16% 늘어났으며, 이는 한국인의 평균 수명을 기준으로 약 12년을 연장할 수 있는 수치다.
벌거숭이두더지쥐는 이미 노화 학계의 기존 상식을 여러 차례 뒤집어 온 존재다. 2018년 칼리코 연구진은 이 동물이 나이가 들어도 사망 위험이 기하급수적으로 증가하지 않는다는 점을 발견하며 곰페르츠(Gompertz) 노화 법칙의 예외 사례임을 입증했다. 또한 산소가 부족한 환경에서도 과당을 에너지원으로 사용하는 특수한 대사 구조와 고분자량 히알루론산을 활용한 강력한 암 억제 능력은 인간 장수 시대를 열어줄 핵심 데이터로 축적되고 있다.
학계는 이번 연구 결과를 바탕으로 크리스퍼(CRISPR) 유전자 가위 기술이나 mRNA, 또는 특정 단백질의 기능을 조절하는 소분자 약물을 개발한다면 벌거숭이두더지쥐의 장수 기전을 인간에게도 적용할 수 있을 것으로 전망한다. 생명 연장은 물론, 질병 없는 노후와 초장수 사회로 진입하기 위한 과학적 토대가 마련된 셈이다.
벌거숭이두더지쥐의 CGAS(Cyclic GMP-AMP synthase) 효소가 인간과 달리 DNA 복구를 촉진한다는 사실이 밝혀지며 인간 수명 500세 시대의 가능성이 구체화되고 있다. 아미노산 4개의 변이로 수명을 16% 연장한 초파리 실험 결과는 유전자 편집 및 약물 기술을 통한 인간 적용의 교두보가 될 것으로 기대된다.
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