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안녕하세요. 텔로머라제의 모든 것을 알려드리는 텔로머라제 홍보대사입니다.
텔로미어란?
염색체 끝 부분에 붙어있는 반복 염기서열로,
염색체의 손상을 막아주는 역할을 함
텔로머라제란?
텔로미어가 손상되면 복구, 생성해주는 효소
노화를 방지하는 효소
어느샌가부터 사람들이 단순히 오래사는 것 뿐 아니라, 죽을 때까지 건강하게 사는 '건강 수명'에 관심을 갖기 시작하고 있습니다. 이에 따라 '텔로미어 과학' 분야가 급부상하고 있는데요.
이번 포스트에서는 이 텔로미어 길이가 노화와 노화 관련질환의 '바이오마커' 역할을 한다는 논문이 있어 소개해드리려고 합니다.
논문 소개에 앞서, 텔로미어(Telomere)가 무엇인지, 그리고 바이오마커(Biomarker) 라는 것이 무엇인지부터 먼저 알려드리겠습니다.
● 텔로미어(Telomere)와 텔로머라제(Telomerase)
우리는 생명을 유지하기 위해 살면서 세포분열을 계속해서 진행합니다. 세포분열이 진행될 때마다 DNA(염색체)의 끝부분은 계속 짧아진다고 하는데요.
이 짧아지는 DNA 끝부분을 '텔로미어(Telomere)' 라고 합니다.
텔로미어는 non coding DNA로, 우리 몸의 유전정보를 담고 있지 않습니다. 텔로미어가 손상되도 유전 정보를 담고있는 DNA가 손상되는 것보다는 우리 몸에 큰 문제를 일으키지 않는 것이죠.
즉, 텔로미어는 유전정보가 담긴 염기서열 대신 손상되면서 염색체를 보호하는 역할을 하는 것 입니다.
하지만 계속된 세포분열로 텔로미어가 손상 될 수 있는 만큼 다 손상되고 나면, 세포분열이 더 이상 이루어지지 않게 됩니다. 세포의 노화가 시작되는 것이죠. 그래서 텔로미어 길이를 길게 유지하는 것이 우리 몸의 건강에 중요한 것 입니다.
텔로머라제(Telomerase)는 이 텔로미어 길이를 길게 유지시켜주는 역할을 하는 효소입니다. 텔로미어 길이가 짧아져 노화가 발생하는 것을 막아줄 수 있는 효소인 것이죠.
놀랍게도 텔로머라제는 우리 몸에 이미 존재한다고 하는데요. 하지만 대부분의 인간 세포에서는 텔로머라제 발현이 이뤄지지 않는다고 합니다.
텔로머라제가 어떤 기전으로 텔로미어 길이를 늘려주는지에 대한 내용은 이미 이전에 포스트했습니다. 맨 아래 링크 걸어둘테니 한 번 보시는 것을 추천드립니다.
● 바이오마커(Biomarker)
바이오마커란, 단백질이나 DNA, RNA, 대사 물질 등을 이용해 몸 안의 변화를 알아낼 수 있는 지표를 의미합니다.
쉽게 말해 우리 몸 안의 특정 물질 변화를 통해 몸의 어느 부위가 안 좋은지를 간접적으로 알 수 있는 것이죠. 여기서 특정 물질이 바이오마커인 것입니다.
바이오마커를 활용하면 생명체가 정상인지 혹은 병에 걸린것인지, 그리고 약물에 대한 반응 정도 등을 객관적으로 측정할 수 있다고 하는데요. 암을 비롯해 뇌졸증, 치매와 같은 각종 난치병을 효과적으로 진단할 수 있는 방법으로 각광받고 있습니다.
신약개발과정에도 바이오마커를 활용한다고 하는데요. 바이오마커를 통해 안정성을 확보할 수 있고 비용절감 효과까지 기대할 수 있다고 합니다.
텔로미어와 텔로머라제, 그리고 바이오마커에 대해 여기까지 이해하셨으면 지금부터 설명드리는 것에 어려움이 없을테니 논문 내용을 설명드리겠습니다.
● 텔로미어 길이 측정 기술
우선 텔로미어 길이가 노화관련 질병 바이오마커가 되기 위해서는, 정확한 텔로미어 길이 측정이 필요합니다. 현재까지 텔로미어 길이 측정방법으로는 FISH(fluorescence in situ hybridization, 형관 제자리 혼성화) 방법과 PCR(polymerase chain reaction, 중합효소 연쇄반응) 방법이 있다고 하는데요.
FISH 방법은 세포 샘플의 평균 텔로미어 길이를 측정하고, PCR 방법은 샘플의 평균 텔로미어 길이와 가장 짧은 텔로미어 길이를 측정한다고 합니다. 소량의 샘플만으로도 텔로미어 길이를 측정할 수 있다는 장점덕분에, 치료 목적으로 사용할 때 매우 효율적이라고 하는데요.
두 방법 중 한 방법을 선택해 똑같은 실험실에서, 똑같은 사람이, 여러번 측정한 텔로미어 길이가 믿을만하다고 합니다.
● 심혈관계 질환에서의 바이오마커 역할
일반적으로 심혈관계 질환이 있는지 여부를 파악하는 바이오마커로는 흡연 여부, BMI, 혈압 등이라고 합니다. 텔로머이 길이가 이 바이오마커를 대신할 수 있을지 실험을 진행했다고 하는데요. 백혈구세포를 사용해 텔로미어 길이를 측정했다고 합니다.
위의 사진에서 보면 아시겠지만 짧은 텔로미어 길이가 심근경색(myocardinal infarction, MI)과 뇌졸증(Stroke) 발생의 위험인자요소로 작용하는 것을 확인할 수 있습니다.
또한, 텔로미어 길이는 관상동맥질환, 허혈성 발작, 2형 당뇨병 등의 바이오마커 역할을 수행한다고 하는데요 하지만 짧은 텔로미어 길이로는 심근경색으로 인한 사망 여부를 파악할 수 없다고 합니다.
정리하자면, 텔로미어 길이가 심혈관계 질환으로 인한 사망을 예측하지는 못하지만, 심혈관계 질환인지 아닌지 판단하는 바이오마커 역할을 할 수 있는 후보물질이 될 수 있다고 합니다.
● 암에서의 바이오마커 역할
암과 텔로미어 길이 사이에는 복잡한 관계가 있습니다. 우선, 대부분의 암세포는 노화를 겪지 않기 위해 텔로미어 길이가 짧아지지 않습니다. 텔로머라제 발현이 활발한 것이죠. 이를 통해 악성 종양이 계속해서 자라나는 것인데요.
즉, 암세포에서 텔로미어 길이가 짧아지지 않는 것은 암세포의 생존에 유리하고 우리 몸에는 좋지 않은 것 입니다.
반면에 긴 텔로미어 길이는 유전적 안정성과 초기의 유전자 손상을 방지하는 역할을 합니다. 즉, 텔로미어 길이가 긴 것은 장점과 단점이 공존합니다. 암세포는 텔로미어 길이가 짧지만, 그 짧은 길이가 더 짧아지지 않고 유지된다는 성질을 갖습니다.
위 사진에서 보시면 아시겠지만, 긴 텔로미어 길이에서보다 짧은 텔로미어 길이에서 암 발생과 암으로 인한 사망률이 더 높다는 것을 알 수 있습니다.
이러한 이유로 짧은 텔로미어 길이는 암의 예후와 진단을 파악하는 바이오마커로서 사용할 수 있다는 것이 사실로 받아드려지고 있습니다.
텔로미어 길이가 암세포 발현 초창기부터 바이오마커 역할을 수행하는지 여부에서는 아직 의문이지만, 암세포 예후와 진단을 하는데 유용한 바이오마커로 활용할 수 있다고 합니다.
● 마무리
이번 포스트에서는 텔로미어 길이가 노화 관련 질환을 파악하는 바이오마커 역할을 할 수 있다는 논문을 소개해드렸습니다. 이 논문의 데이터로, 텔로미어 길이가 바이오마커로써의 역할을 수행하고, 텔로미어 길이를 늘리는 텔로머라제가 질병 치료의 열쇠가 될 수 있기를 기원해봅니다.
최근 텔로미어 길이를 늘려주는 텔로머라제의 또 다른 기능들에 대한 새로운 사실들이 밝혀지고 있는데요. 텔로머라제가 관여하는 다양한 기능들과 질병들에 대한 논문들을 블로그에 꾸준히 포스팅 할 것이니 자주 들려 새로운 내용들을 많이 알아가셨으면 좋겠습니다.
글 마지막 부분에 관련 논문 보실 수 있게 링크 걸어두었으니 더 관심있으시면 한번 보시는 것을 추천드립니다.
※논문 출처
논문 제목 : Zglinicki, T., & Martin-Ruiz, C. (2005). Telomeres as biomarkers for ageing and age-related diseases. Current Molecular Medicine, 5(2), 197–203. https://doi.org/10.2174/1566524053586545
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