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KAIST, 노화된 세포를 젊은 세포로 되돌리는 초기 원천기술 개발

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매일경제

세포 노화의 역행에 대한 표현형 검증을 보여주는 도식. [사진제공 = KAIST]

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노화된 세포를 젊은 세포로 되돌리는 '역 노화'에 대한 실마리가 풀렸다.

26일 한국과학기술원(KAIST)는 조광현 바이오및뇌공학과 교수 연구팀이 시스템생물학 연구를 통해 노화된 인간 섬유아세포를 정상적인 젊은 세포로 되돌리는 역 노화의 초기 원천기술을 개발했다고 밝혔다. 만약 역 노화 기술이 실제 활용되면 노화 현상을 막고 각종 노인성 질환을 사전 억제할 수 있는 치료제를 개발할 단서를 찾을 수 있을 것으로 기대된다. 섬유아세포란 동물의 모든 기관에 있는 조직인 섬유성 결합조직에 널리 분포해 있는 세포다.

조 교수 연구팀은 우선 컴퓨터 모델을 통해 인간 섬유아세포의 세포노화 신호전달 네트워크를 개발했다. 이후 시뮬레이션을 통해 노화된 섬유아세포를 젊은 세포로 되돌리는데 필요한 핵심 요소를 찾아냈다. 연구팀은 이 요소를 조절해 노화 피부조직에서 감소된 콜라겐 합성을 늘리고 재생 능력을 회복시켜 젊은 피부조직의 특성을 보이도록 '역 노화' 시키는데 성공했다.

기존 역 노화 연구는 대부분 노화된 세포가 젊은 세포로 돌아갈 수 있다는건 증명했지만 종양 형성, 암 진행 등 부작용이 많았다. KAIST 연구팀은 부작용 해결을 위해 시스템생물학 연구 방법을 사용했다. 시스템생물학은 여러 요소가 생명 현상으로 이어지는 만큼 수학적 모델링과 컴퓨터 시뮬레이션 등을 통해 이를 규명하는 연구 방식이다. 연구팀은 시스템생물학을 통해 역 노화가 가능한 핵심 조절인자를 최대한 다양하게 분석해 정교한 제어 전략을 만드는데 성공했다.

연구팀은 노화된 섬유아세포를 다시 정상적인 젊은 세포로 되돌릴 수 있는 상위 조절 인자 'PDK1'을 발견해 냈다. 이 인자를 억제하면 역 노화로 이어질 수 있다는걸 분자 세포실험 및 노화 인공피부 모델 실험을 통해 입증했다. 노화된 인간 섬유아세포에서 PDK1을 억제했을 때 세포노화 표지 인자들이 사라지고 주변 환경에 적절하게 반응하는 정상 세포로서 기능을 회복하는 현상을 확인했다.

이번 연구를 주도한 조 교수는 "이번 연구는 그동안 되돌릴 수 없는 생명현상이라고 인식돼 왔던 노화를 되돌릴 가능성을 보여줬다"며 "노화를 되돌릴 수 있는 생명현상으로 인식하고 이에 적극적으로 대처해 건강 수명을 연장하는 한편 노인성 질환을 예방할 수 있는 새로운 시대의 서막을 열었다"고 연구 의의를 설명했다. 이번 연구는 조 교수 연구팀의 시스템생물학 기반 가역화 기술 개발의 일환으로 이뤄졌다. 연구팀은 지난 1월 같은 기술을 적용해 대장암세포를 다시 정상 대장 세포로 되돌리는 연구에 성공한 바 있다.

한편 이번 연구 성과는 국제 저명학술지인 '미국국립과학원회보(PNAS)'에 게재됐다.

[이종화 기자]

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