극한의 장수: 장수의 비결은 수녀와 해파리 속에 숨어 있을지도
어떤 사람들은 100살을 훌쩍 넘기고도 산다. 하지만 어떤 유전자와 환경적 요인이 이처럼 극한의 장수에 기여하는가? 그리고 우리는 다른 장수 동물에게서 무엇을 배울 수 있는가?
3월 4일, 마리아 브라냐스 모레라는 116세가 되었습니다. 1월에 1907년 샌프란시스코에서 태어나 현재 스페인 카탈루냐의 요양원에서 살고 있는 증조모는 118세까지 살았던 프랑스 수녀 인 앙드레 수녀 (옛 성씨 루실 랑동)가 사망하면서 세계 최고령자가 되었습니다.
"슈퍼 할머니"라는 별명을 가진 브라냐스 모레라는 1918년 스페인 독감 팬데믹 과 두 차례의 세계 대전, 스페인 내전을 겪었습니다. 기네스 세계 기록 에 따르면 그녀는 113세가 된 지 몇 주 만에 COVID-19에 걸렸지만 살아남았습니다 .
브라냐스 모레라는 자연을 즐기고 좋은 친구를 사귀는 것부터 "독성이 있는 사람들을 피하는 것"까지 여러 가지 이유로 장수를 이루었지만, 궁극적으로는 "행운과 좋은 유전자" 덕분에 장수할 수 있었다고 기네스 세계 기록에 말했습니다.
Branyas Morera는 매우 독점적인 클럽의 일원입니다. 그녀는 110세 이상인 사람을 의미하는 초백세인입니다. 예를 들어, New England Centenarian Study 에 따르면 일본에서는 약 30명만이 이 타이틀을 차지할 수 있으므로 871,600명 중 1명만이 이 이정표에 도달합니다. 이에 비해 유엔 에 따르면 2021년 전 세계적으로 약 573,400명의 백세인(최소 100세 이상)이 살아있었습니다 .
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Branyas Morera와 같은 사람들은 과학자들이 어떤 사람들이 그렇게 오래 살 수 있는 이유를 더 잘 이해하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 그들의 장수는 그저 행운일까요, 아니면 좋은 유전자와 다른 요인들 때문일까요? 그리고 어떤 유전자가 노화 과정에 저항하는 데 가장 중요할까요?
백세인과 초백세인을 연구하면 인간의 최대 수명 에 대한 통찰력을 얻을 수 있으며, 잠재적으로 수명을 연장하는 방법도 알 수 있습니다. 초백세인은 일반적으로 특정 라이프스타일 요소를 공유하는데, 이는 사람들이 전반적으로 더 길고 건강한 삶을 사는 데 도움이 될 수 있습니다. 하지만 인간의 수명을 극적으로 연장하려면 과학자들이 호모 사피엔스를 넘어서 장수한 동물을 살펴봐야 할 수도 있습니다.
좋은 유전자가 극도의 장수의 열쇠일까?
유전자는 장수에 분명히 역할을 합니다. National Library of Medicine의 서비스 인 Medline 에 따르면, 100세 이상 노인의 자녀와 형제 자매는 평균보다 더 오래 사는 경향이 있습니다. 그리고 Aging 저널에 실린 2016년 연구 에 따르면 면역 기능과 세포 복구와 관련된 유전자가 이러한 극도로 나이 든 사람들에게 더 활동적이었습니다.
일반적으로 과학자들은 수명의 약 25%가 유전학에 의해 결정된다고 추정합니다 . 하지만 어떤 특정 유전자가 노화에 가장 큰 역할을 할까요?
수십 년 동안 이탈리아 살레르노 대학의 유전학 교수인 아니발레 푸카 박사는 이 질문에 대한 답을 찾고자 노력해 왔습니다.
2011년, 푸카는 BPIFB4라는 인간 유전자를 발견했는데, 이 유전자는 심혈관 노화를 멈추고 심지어 쥐에 삽입하면 노화의 일부 측면을 역전시킵니다. 2015년 저널 Circulation Research 에 실린 논문에서 푸카와 그의 동료들은 BPIFB4의 특정 버전이 예외적으로 장수하는 것과 관련이 있으며 백세인들에게 과대 표현된다는 것을 보여주었습니다. 유전자 변형의 사본이 두 개 있는 사람들은 유전자 변형의 사본이 두 개 없는 사람들에 비해 심혈관 질환, 혈압 및 동맥경화증이 적었습니다. 푸카는 인간의 약 10%가 이 유전자 변형을 가지고 있다고 추정합니다.
BPIFB4가 어떤 사람들이 다른 사람들보다 더 오래 사는 경향이 있는 이유를 부분적으로 설명할 수 있을까? 푸카는 그렇다고 생각한다. 그는 Live Science에 "좋은 유전자가 없다면 110살까지 살 수 없습니다."라고 말했다.
연구에 따르면 후속 연구에서 푸카 팀은 중년 및 노령 쥐의 심장 손상을 멈췄을 뿐만 아니라 쥐의 심장의 생물학적 연령을 인간 연령으로 환산하면 10년만큼 역전시켰습니다.
"연구실에서 우리는 그들의 혈관과 혈관(순환)계를 재생시킬 수 있었고, 이는 염증 세포를 항염증 세포로 전환했습니다."라고 푸카는 말했습니다. "우리는 쥐에서 심혈관 기능이 교정되었음을 발견했습니다."
1월 13일 Cardiovascular Research 저널에 발표된 논문에서 Puca와 그의 팀은 심부전으로 사망한 장기 기증자로부터 수집한 심장 세포에 유전자를 도입했습니다. 실험실 쥐와 마찬가지로 돌연변이 유전자는 시계를 되돌리고 심혈관 기능을 20%~60% 증가시켜 심장 노화를 역전시켰습니다. 염증 세포도 건강한 세포로 변형되었습니다.
"이제 그것이 인체 조직에서도 효과가 있다는 걸 알게 됐습니다."라고 푸카 박사는 말했습니다.
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영국 브리스톨 대학의 실험 심혈관 의학 교수이자 푸카의 동료인 파올로 마데두는 더 많은 연구가 효과를 뒷받침한다면 BPIFB4를 유전자 치료를 통해 유전자를 가지고 있지 않은 사람의 세포에 삽입할 수 있다고 말했습니다. 그러나 이 치료법을 적용하려면 아직 몇 년이 걸릴 것입니다.
"치료를 계속해서 반복해야 할 겁니다." 마데두가 Live Science에 말했다. "영원히 지속되지는 않아요."
연구자들은 현재 노화 방지 유전자 자체가 아니라, 유전자가 코드화하는 단백질이 심장 세포에서도 비슷한 효과를 낼 수 있는지 여부를 테스트하고 있습니다.
BPIFB4는 장수와 관련된 유일한 유전자가 아닙니다. 2019년 연구자들은 저널 Cell 에 소위 " 장수 유전자 "인 Sirtuin 6(SIRT6)을 설명했습니다 . SIRT6는 노화 세포가 효율적으로 복구할 수 없는 DNA를 복구하는 데 도움이 되어 암과 기타 질병을 유발할 수 있는 유전자 돌연변이를 유발합니다.
연구진은 쥐에서 비버에 이르기까지 다양한 설치류 종에서 SIRT6의 활동을 분석한 결과, 수명이 가장 긴 동물은 SIRT6 단백질이 "더 강력"하기 때문에 DNA 복구 능력도 가장 효율적이라는 것을 발견했습니다.
작년에 The Embo Journal 에 실린 후속 연구에서는 아슈케나지 유대인 100세 이상자 450명과 극도의 장수 가족력이 없는 아슈케나지 유대인 550명을 대상으로 조사했습니다. 연구원들은 "centSIRT6"라는 "새로운 희귀 변이"가 후자 그룹보다 100세 이상자에서 두 배 더 흔하다는 것을 발견했습니다.
연구에 따르면 실험실 접시에서 centSIRT6는 파손된 DNA를 복구하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 보다 일반적인 버전의 SIRT6와 비교했을 때 "더 강력하게 암세포를 죽인다"는 사실도 발견했습니다.
극한의 장수와 관련된 환경적 요인
인간 유전자의 변화가 장수에 영향을 미치는 반면, 환경적 요인도 역할을 합니다. 수많은 연구에 따르면 낙관적 , 건강한 식단 , 금연과 같은 것들이 장수와 관련이 있는 것으로 나타났습니다.
하지만 슈퍼센티네리안들은 수명을 연장할 수 있는 다른 요인들에 대해 말해줄 수 있을까? 어떤 연구자들은 놀라운 곳에서 힌트를 발견했다고 말한다: 수도원.
Branyas Morera가 세계 최고령자라는 타이틀을 차지하기 전에는 프랑스 수녀인 Sister André가 가장 오래 산 사람이었습니다. 이는 우연이 아닐 수도 있습니다. 많은 가톨릭 수녀가 백세인, 심지어 초백세인이 될 때까지 살아갑니다. 하지만 왜 그럴까요?
몇 년 전, " Embracing Age: How Catholic Nuns Became Models of Living Well "(Rutgers University Press, 2021)의 저자인 인류학자 Anna Corwin은 중서부의 수녀원에서 시간을 보내며 그곳에 사는 수녀들을 인터뷰했습니다. Corwin은 장수와 관련이 있을 수 있는 여성들의 삶에서 유사한 패턴을 발견했습니다.
샌프란시스코에 있는 캘리포니아 종합연구소의 여성 영성 및 인류학 조교수인 코윈은 Live Science에 "그들이 그렇게 오래 살 수 있는 것은 특별히 수녀이기 때문이 아니라 그들이 참여한 문화적 관행의 유형 때문입니다."라고 말했습니다.
일반적으로 수녀들은 의미 있는 삶을 살고 있었습니다. 또한 그들이 긴밀하고 지지적인 커뮤니티의 일원이라는 점도 도움이 되었습니다.
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수녀들은 또한 노화에 대한 낙인을 거부하는 경향이 있었습니다. 코윈은 그들이 기도와 사교와 같은 일상 활동에 노년까지 참여했다고 말했습니다. 그리고 그들은 반드시 자신을 노인으로 보지 않았습니다.
"수녀원에서 보낸 첫 달 중 하나에, 저는 휠체어를 타고 완전히 구부정하게 앉아 있는 95세 여성을 만났습니다. 그녀는 아무것도 할 수 없을 거라고 상상할 수 있을 겁니다." 코윈이 말했다. "저는 그녀에게 하루 종일 무엇을 하는지 물었고, 그녀는 '저는 병자들을 돌보고 노인들을 방문합니다.'라고 말했습니다. 제가 그녀를 지켜보는 동안, 그녀는 복도를 천천히 휠체어를 타고 가며 병실에 있는 이웃들이 잘 지내는지 확인했습니다."
코윈은 수녀가 다른 사람을 돕는 것으로 삶의 충만함과 의미를 찾았다고 결론지었습니다. 그녀는 또한 자신이 자율성과 행위력을 가지고 있다고 여겼다고 코윈은 말했습니다.
이 증거는 일화일 수 있지만, 역학자이자 알츠하이머 전문가인 데이비드 스노든이 수행한 연구는 이러한 관찰을 뒷받침했습니다. 2003년 스노든은 가톨릭 교회가 인정하는 국제 기구인 노트르담 수녀회 소속 수녀 678명을 대상으로 종단 연구를 수행했습니다.
스노든은 수녀들이 "일반 인구보다 모든 원인 사망률이 낮았고 이 사망률 이점은 시간이 지남에 따라 증가했다"는 것을 발견했습니다. 사실, 이 수녀들은 "평신도 동료보다 70대까지 살 가능성이 27% 더 높았고, 더 오래 살 가능성은 시간이 지남에 따라 증가했습니다"라고 코윈은 그녀의 책에 썼습니다. 게다가, 수녀들은 흡연할 가능성이 낮았고, 건강하게 먹었고, 평화롭고 공동체적인 삶을 살았습니다.
수녀와 일반 대중 사이의 가장 명백한 차이점 중 일부, 즉 독신 서약을 하고 아이를 갖지 않는다는 점이 수명에 어떤 영향을 미치는지는 명확하지 않습니다. 어떤 연구에 따르면 여성이 낳은 아이 한 명당 여성의 수명이 몇 년 단축되는 반면, 다른 연구에 따르면 아이를 둔 사람이 아이를 갖지 않은 사람보다 더 오래 산다고 합니다.
동물들이 극한의 장수에 대해 보여주는 것
인간의 유전자와 환경적 영향으로 인해 수명이 점진적으로 향상될 수 있지만, 획기적인 변화를 이루기 위해서는 동물의 세계를 살펴보면 도움이 될 수 있습니다.
앨라배마 버밍햄 대학 생물학과의 저명한 교수인 스티븐 오스타드가 바로 그런 일 을 하고 있습니다.
작년에 미국 노화 연구 연맹의 선임 과학 책임자 겸 임시 의장이기도 한 오스타드는 " 메투셀라 동물원: 자연이 우리에게 더 길고 건강한 삶에 대해 가르쳐 줄 수 있는 것 "(MIT Press, 2022)이라는 제목의 책을 썼습니다. (제목은 969년을 살았다고 전해지는 성경의 족장 메투셀라에 대한 경의의 표시입니다.) 오스타드의 책은 지구상에서 가장 오래 사는 동물 에 초점을 맞추고 있으며 , 200년 이상 살 수 있는 활 고래( Balaena mysticetus )부터 멕시코만에서 발견되는 평균 수명이 약 300년인 관벌레 종인 Escarpia laminata 까지 다양합니다 .
그러나 오스타드의 관심을 사로잡은 생물은 세계에서 가장 오래된 동물인 507년 된 바다 콰호그( Arctica islandica )였으며, "밍 더 몰루스크"라는 이름이 붙었습니다.
밍이 오래 살 수 있었던 한 가지 요인은 분명히 수중 환경입니다. 오스타드는 2022년 The Atlantic 에 기고한 기사에서 "차갑고 안전하며 진짜 포식자가 없습니다"라고 적었습니다 .
"밍과 같은 연체동물은 대부분 진흙 속에 파묻혀 두꺼운 껍질로 덮인 정말 차가운 물에서 살아갑니다." 오스타드가 Live Science에 말했습니다. "바다 밑바닥에서 사는 것은 매우 안정적이며, 진흙 속에 있는 것은 껍질을 갖는 것 외에도 안전을 더하는 층이 될 것입니다."
오스타드는 동물들이 포식당하거나 혹독하거나 혼란스러운 환경의 변덕에 취약하지 않을 때 진화는 오랫동안 지속되는 생리학을 선호한다고 의심합니다.
이매패류는 인간이나 다른 포유류처럼 스스로 열을 생성하는 대신 주변에서 열을 끌어옵니다. 이는 Ming과 같은 생물이 산화 스트레스로부터 더 잘 보호받을 수 있다는 가설을 세웠습니다. ( 산화 스트레스 , 즉 화학적으로 반응성 있는 산소 화합물에 의한 조직 손상은 오랫동안 노화와 관련이 있었습니다.)
그의 이론을 시험하기 위해 Austad와 그의 학생들은 평균 2년 사는 만 가리비 (Argopecten irradians) , 최대 1세기까지 살 수 있는 식탁조개, 그리고 Ming과 같은 초고령 바다 quahog 몇 마리를 포함하여 다양한 연체동물 종을 연구실로 데려왔고, 산소 라디칼을 생성하는 화학 물질을 탱크에 넣었습니다. 가리비는 이틀 만에 죽었고, 식탁조개는 11일 동안 버텼습니다.
실험을 시작한 지 2주가 지났는데, quahog는 오염된 물에서 살았음에도 불구하고 "조개처럼 행복"을 유지했다고 Austad는 말했습니다. 이는 quahog가 산화 스트레스에서 회복 중이거나 산화 스트레스를 예방하고 있음을 시사합니다.
"인간으로서 우리는 그들의 생활 조건을 복제할 수 없지만, 그들이 어떻게 그렇게 하는지는 알아낼 수 있습니다." 오스타드는 말했다. "[의심할 여지 없이] 유전적 속임수가 있지만, 우리가 충분히 이해한다면 약리학적으로 복제할 수 있는 무언가일 수도 있습니다."
현재 이론적으로 영원히 살 수 있는 동물 종은 단 하나뿐입니다. 바로 불멸 해파리 (Turritopsis dohrnii) 입니다. 새끼손톱만한 크기의 이 반투명한 덩어리는 다치면 생물학적 시계를 되돌리고 바다 바닥에서 돋아나는 식물과 같은 폴립으로 돌아갈 수 있습니다. 미국 자연사 박물관 에 따르면 , 이러한 폴립이 충분히 많이 서식하면 결국 싹을 틔우고 "다친 성체와 유전적으로 동일한 해파리를 방출"할 수 있습니다.
이러한 형태 변화는 세포 생성을 재개하고 본질적으로 이러한 무정형 덩어리에 두 번째 생명을 부여하는 전이 분화라고 알려진 과정 덕분에 가능합니다. 지난 30년 동안 과학자들은 이 메커니즘과 인간에게 적용하는 다양한 방법을 연구해 왔습니다.
지금까지 세포가 전이분화할 수 있는 이유를 정확히 알아낸 사람은 없습니다. 하지만 2022년 미국 국립과학원 회보 에 게재된 논문에 따르면 T. dohrnii는 다른 해파리 종보다 DNA 복구 유전자가 두 배 더 많다고 합니다. 연구에 따르면 이들은 또한 염색체 끝에 있는 캡인 텔로미어를 보호하는 유전자 돌연변이를 가지고 있었는데, 텔로미어는 일반적으로 나이가 들면서 짧아집니다.
하지만 그렇다고 해서 인류가 이 유전자를 빌려서 영원히 살 수 있다는 것은 아닙니다. 아니면 Branyas Morera처럼 슈퍼센티네어가 될 수도 있습니다. 시간만이 알려줄 것입니다.
편집자 주: 이 기사는 3월 31일 금요일 오전 9시 45분 EDT에 수정되어 오늘날 일본에는 30명의 슈퍼센티언테리언만 살아 있고 전 세계적으로는 그렇지 않다는 사실을 알렸습니다. 또한 전 세계적으로 센티언테리언의 총 수에 대한 UN 데이터는 2021년의 것이라는 사실을 알도록 수정되었습니다.
편집 오류로 인해 이 기사는 또한 스노든의 연구가 다양한 라이프스타일을 가진 수녀들의 건강 결과를 비교했다고 잘못 언급했습니다. 그의 연구는 수녀들의 건강 결과를 일반 인구와 비교했을 뿐, 서로 비교한 것은 아닙니다. 해당 참조는 4월 4일에 삭제되었습니다.