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제3의 DNA는 수명 연장의 열쇠?
  • 이원영 IT칼럼니스트
  • 승인 2016.07.26 09:30
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생물은 세포핵에 있는 핵DNA(Nuclear DNA) 뿐 아니라 세포질의 미토콘드리아에 자신의 DNA를 갖고 있다. 그런데 쥐를 이용한 실험에서 핵DNA와 미토콘드리아 DNA 조합을 이용해 생물의 수명이 연장된다는 사실이 밝혀졌다고 한다.

미토콘드리아가 자신의 DNA 그러니까 미토콘드리아 DNA(mitochondrial DNA)를 갖고 있다는 건 먼 옛날 미트콘드리아가 호기성 세포였기 때문이다. 미토콘드리아는 안전을 확보하기 위해 진핵세포에 공생해 숙주가 되는 세포 에너지를 증폭하는 역할을 맡게 됐다.

미토콘드리아는 세포에서 산소를 불러와 호기성 호흡을 하고 에너지 방출과 저장물질 대사와 합성을 맡는 아데노신삼인산을 합성하는 세포 중 발전소나 공장에 비유할 수 있다. 미토콘드리아 DNA는 호기성 호흡을 필요로 하는 단백질을 코딩하지만 모든 단백질을 코딩하는 건 아니다. 이유는 호기성 호흡 자체도 세포 염색체에 의해 코딩되는 단백질을 필요로 하기 때문.

상당수 질병에 미토콘드리아 DNA의 돌연변이가 관계하고 있기 때문에 미토콘드리아에서 유래한 질병을 피하기 위한 이식 수술이 이뤄지기도 한다. 이 같은 수술을 받은 사람은 어머니로부터 물려받은 핵DNA와 아버지로부터 물려받은 핵DNA 외에 제3자에게 물려받은 미토콘드리아DNA를 갖게 된다. 체내에 3가지 종류의 DNA가 존재하는 것이다.

물론 이런 수술은 거의 전례가 없기 때문에 윤리적 관점을 둘러싼 토론이 벌어진다. 하지만 최근 연구는 제3의 DNA를 가진 인간에 대해 연구할 가치가 있는 것을 시사한다. 과학잡지 네이처에 게재된 논문은 핵DNA에 미토콘드리아 DNA를 이용한 쥐를 이용한 실험을 다루고 있다.

실험실에선 유전자가 같은 쥐를 만드는 게 가능하다. 어떤 종류 쥐의 핵DNA를 이용해 다른 쥐의 미토콘드리아DNA를 더해 실험을 한 것이다. 실험에선 쥐에 대해 테스트를 진행, 체내에서 생성된 RNA와 단백질, 대사 작용에 관계하는 화학 물질을 검사해 핵DNA와 미토콘드리아DNA가 주는 생리적, 생화학적 기능을 분석했다.

이에 따라 미토콘드리아DNA 대부분이 쥐에 좋은 영향을 주고 있는 것으로 밝혀진 것이다. 다른 미토콘드리아DNA를 투여한 쥐는 수명이 연장되어 종양이 발생하기 어렵다는 것이다. 또 제3자로부터 받은 미토콘드리아DNA를 가진 쥐는 그렇지 않은 쥐보다 대사 작용 부산물로 발생하는 활성산소에 의한 손상에도 내성이 있는 것으로 판명됐다. 그 뿐 아니라 체내 당분과 콜레스테롤 수치를 조정하는 기능도 뛰어난 것으로 밝혀졌다고 한다. 이런 점에서 이 연구는 미토콘드리아DNA가 건강하게 수명을 연장시킬 수 있다는 결론을 내리고 있다.

하지만 핵DNA와 미토콘드리아DNA의 매칭이 잘 된 건 수십 종에 이르는 조합 중 단 한쌍 뿐이었다고 한다. 또 논문에선 인간이 가진 복잡한 유전적 배경은 언급하지 않았다. 따라서 제3자로부터 주어진 미토콘드리아의 긍정적 영향이 인간에게도 그대로 적용될지 여부는 추가 연구가 필요할 것으로 보인다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.

이원영 IT칼럼니스트  b612@glasspad.co.kr

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