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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
우리들은 하루를 살아가면서 어느 정도의 생체리듬을 가지고 생활합니다. 규칙적인 생활을 한다면 생체리듬이 균형적으로 맞춰져 건강하게 살아갈 수 있는 것이죠. 그런데 이런 생체리듬이 '텔로미어(Telomere)'에 영향을 끼친다는 논문이 발표되었습니다.
우리의 몸 속에 장착된 생체시계가 노화의 지표인 텔로미어에 영향을 끼친다는 것이죠. 흔히들 규칙적인 생활을 하면 건강해진다고 하는데, 이것이 노화에 어떤 식으로 영향을 끼치는지 과학적으로 증명된 셈입니다. 이번 포스트에서는 이 논문에 대해 최대한 쉽게 설명드리겠습니다.
우선 내용 설명에 앞서, 우리 몸 속의 생체시계가 어떻게 작동하는지, 그리고 '텔로미어(Telomere)' 라는 것이 도대체 무엇인지부터 설명드리는게 내용 이해에 도움이 될 것 같은데요. 텔로미어에 대해 최대한 쉽게 설명드릴테니 끝까지 읽어주시기 바랍니다.
● 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.
즉, 텔로머라제는 적절하게 발현되면 우리 몸에 도움이 되는 효소입니다. 텔로머라제 발현 기전에 대해서는 이전에 포스팅한 내용이 있습니다. 맨 밑에 링크 걸어둘테니, 한 번 보시는 것을 추천드립니다.
● 몸 속의 생체리듬
생체리듬이란 우리가 언제 자고, 일어나고, 먹을지를 결정해주는 몸 속의 시계를 의미합니다. 이 몸 속의 시계는 햇볕이나 기온과 같은 외부 요인들로부터 영향을 받는데요. 우리 몸은 외부 환경에 영향을 받는 이 시계에 의해 반응을 하는 것이죠.
예를 들어 바깥에 나가 햇빛을 쬔 경우, 우리 몸은 햇빛의 양에 따라 세로토닌이나 멜라토닌을 분비합니다. 햇빛이 있는 경우에는 세로토닌을 분비해 활기를 띄게 만들고, 햇빛이 없는 경우에는 멜라토닌을 분비해 잠이 오게 하는 것이죠.
이러한 생체 리듬은 사람마다 모두 다릅니다. 그래서 사람마다 취침, 기상시간이 다른 것이죠. 생체리듬을 유지하기 위해서는 최대한 규칙적으로 잠자리에 들고 기상하는 것이 좋습니다. 생체리듬이 망가지면 쉽게 지치고, 우울증에 걸리기 쉬우며, 비만이 될 확률도 높다고 합니다.
그렇다면 이런 생체리듬은 어떤 기전에 의해 생기는 것일까요? 우리 몸에는 일명 '시계유전자' 라고 불리는 유전자가 있습니다. BMAL1, CLOCK, Per, Cry 유전자가 대표적인 시계유전자 인데요. 이 유전자들은 서로 영향을 끼치며 생체리듬을 유지시켜줍니다.
그 기전을 간단히 설명하자면,
BMAL1과 CLOCK 유전자는 Per과 Cry 유전자의 발현을 촉진합니다. 이로 인해 생긴 유전자 산물이 BMAL1과 CLOCK 유전자의 발현을 억제합니다. 이러한 사이클을 서로 주고받으며 생체리듬을 갖게 되는 것이죠.
BMAL1, CLOCK -> Per, Cry 유전자 발현 ↑
이로 인해 BMAL1, CLOCK 유전자 발현 ↓
이러한 사이클로 생체리듬 유지
텔로미어와 생체리듬에 대해 이 정도만 알고 계시면 이제부터 설명드릴 내용 이해에 어려움이 없을 것 같은데요. 이제부터 본 내용을 설명드리겠습니다. 논문 설명은 처음부터 차근차근 쉽게 설명드릴테니, 끝까지 읽어주시길 바랍니다.
● 생체리듬이 텔로미어에 끼치는 영향
실험에서는 흡연이 우리 몸에 어떤 영향을 끼치는지 확인하기 위해 염증, 산화스트레스 수치, 텔로미어 길이를 측정했다고 합니다. 염증과 산화스트레스 수치는 체내 CRP, LDH, 8-OHdG 농도로 확인했다고 합니다.생체리듬은 세포 생장, 호르몬 항상성, 신진대사, 수면 등 우리 몸에서 일어나는 대부분의 일들을 조절합니다. 최근 생체리듬이 노화와 관련이 있다는 연구들이 발표되고 있다고 하는데요. 생체리듬이 망가진 사람들, 예를 들면 교대 근무자들은 동맥경화와 암에 걸릴 확률이 일반 사람들보다 높다고 합니다.
이 논문에서는 생체리듬이 노화의 지표인 텔로미어와 텔로머라제에 어떤 영향을 끼치는지 확인했다고 합니다.
[A]와 [B]그래프는 쥐의 간(Liver)과 폐(Lung)에서 텔로머라제가 생체리듬에 따라 발현하는지를 확인한 것입니다. 사진과 그래프에서 알 수 있듯이, 17시에서 텔로머라제 발현이 정점을 찍는 것을 볼 수 있는데요. 이는 텔로머라제 발현이 일정하지 않고 시간에 따라 다르게 발현된다는 것을 말해줍니다.
즉, 텔로머라제는 생체 리듬에 맞게 발현한다는 것을 알 수 있는 것이죠.
위 그래프에서 WT는 정상적인 쥐, CL은 시계유전자(Clock)가 없는 쥐를 의미합니다. 사진과 그래프에서 보면 알 수 있듯이, WT는 생체리듬에 맞게 텔로머라제가 발현하는 반면, CL은 생체리듬과 무관하게 발현합니다. 또한 CL에서의 텔로머라제 발현양 역시 현저하게 줄어드는 것을 알 수 있습니다.
WT : 정상 쥐
CL : 시계유전자가 없는 쥐
CL에서는 텔로머라제가 생체리듬에 맞게 발현 X, 텔로머라제 발현양 ↓
즉, 시계유전자는 텔로머라제가 생체리듬에 맞게 발현하는데 영향을 끼친다는 것을 보여줍니다. 시계유전자 결핍은 텔로머라제 활성, 그리고 텔로미어 길이에도 치명적인 손상을 줄 수 있는 것이죠.
위 그래프는 시계유전자인 CLOCK와 BMAL1이 hTERT(인간 텔로머라제 역전사효소)발현에 어떤 영향을 끼치는지 보여줍니다. 그래프에 나와있는 Luciferase는 생물체가 빛을 내는데 관여하는 효소로, 발현되는 것을 눈으로 확인하기 위해 처리한 것입니다.
그래프에서 보면 알 수 있듯이, 시계유전자인 BMAL1과 CLOCK를 동시에 처리했을 때가 처리하지 않았을 때보다 텔로머라제 발현양이 훨씬 많은 것을 알 수 있습니다. 즉, 텔로머라제 발현에는 시계유전자인 BMAL1과 CLOCK유전자가 필요하다는 것을 확인할 수 있는 것이죠.
즉, 시계유전자는 텔로머라제 발현과 텔로미어 길이 보호에 매우 중요한 역할을 수행합니다. 생체 리듬이 망가져 이 유전자에 장애가 생기면 노화가 더 빨리 일어날 수 있는 것이죠.
● 마무리
이번 포스트에서는 생체리듬이 텔로미어 길이에 어떤 영향을 끼치는지에 대해 설명드렸습니다. 연구에서는 생체리듬을 조절하는 시계유전자가 텔로머라제 발현에 영향을 끼친다는 것을 보였는데요
텔로머라제 발현에 영향을 끼친다는 것은 텔로미어 길이 보호에도 영향을 끼치는 것이라고 해석할 수 있습니다. 즉, 생체리듬이 우리의 노화에 영향을 끼친다는 것이죠. 최근 불면증 혹은 잦은 술자리로 밤낮이 바뀌어 생체리듬이 망가진 현대인들이 많이 생기고 있다고 하는데요. 노화를 최대한 늦추기 위해 규칙적인 생활을 해보는 것은 어떨까요?
최근 이런 텔로미어와 텔로미어 길이를 늘려주는 텔로머라제에 대한 논문들이 많이 발표되고 있습니다. 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 : Chen, W.-D., Wen, M.-S., Shie, S.-S., Lo, Y.-L., Wo, H.-T., Wang, C.-C., Hsieh, I.-C., Lee, T.-H., & Wang, C.-Y. (2014). The circadian rhythm controls telomeres and telomerase activity. Biochemical and Biophysical Research Communications, 451(3), 408–414. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2014.07.138
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