생물학적 시계가 작동하는 이유: 연구를 통해 노화에 관한 주요 이론이 조화를 이루고 있습니다.

캘리포니아 대학교 샌디에이고 의대의 연구원들이 오래된 의문에 새로운 빛을 비추는 결과를 발표했습니다. 분자 수준에서 노화의 원인은 무엇일까요? Nature Aging 에 게재된 그들의 연구 결과는 무작위 유전자 돌연변이와 예측 가능한 후생유전적 변형이라는 두 가지 가장 널리 받아들여지는 설명 사이의 전에 없던 연관성을 설명합니다. 후자는 후생유전적 시계 이론이라고도 하며, 과학자들은 생물학적 노화의 일관되고 정량적인 척도로 널리 사용해 왔습니다.

하지만 최근 연구에 따르면 그 과정이 그렇게 간단하지 않을 수도 있다고 합니다.

"주요 연구 기관과 기업들은 노화의 효과를 역전시키는 전략으로 후생유전적 시계를 되돌리는 데 베팅하고 있지만, 저희 연구에 따르면 이는 노화의 근본 원인이 아닌 증상만을 치료하는 것일 수 있습니다." UC 샌디에이고 의대와 UC 샌디에이고 제이콥스 공과대학의 교수이자 공동 책임 저자인 트레이 아이데커 박사가 말했습니다. "돌연변이가 관찰된 후생유전적 변화에 실제로 책임이 있다면, 이 사실은 미래에 항노화 노력에 대한 접근 방식을 근본적으로 바꿀 수 있습니다."

노화와 DNA의 관계에 대한 두 가지 주요 이론이 있습니다. 체세포 돌연변이 이론은 노화가 돌연변이의 축적, 즉 무작위로 발생하는 DNA 서열의 영구적 변화로 인해 발생한다고 제안합니다. 후생유전적 시계 이론은 노화가 후생유전적 변형의 축적, 즉 기본 서열을 변경하지 않고 대신 켜지거나 꺼지는 유전자를 변경하는 DNA의 화학 구조에 대한 사소한 변화로 인해 발생한다고 제안합니다. 돌연변이와 달리 후생유전적 변형은 어떤 경우에는 역전될 수도 있습니다.

후생유전적 변형은 무작위 위치가 아닌 우리 유전체의 특정 부위에서만 발생하기 때문에 정량화하기가 더 쉽고 과학자들이 세포의 "생물학적 연령"을 결정하는 데 자주 사용하는 방법이 되었습니다. 그러나 과학자들은 오랫동안 이러한 후생유전적 변화의 근원에 대해 궁금해했습니다.

이 근본적인 질문에 답하기 위해 연구자들은 Cancer Genome Atlas와 Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes에 카탈로그화된 9,331명의 환자의 데이터를 분석했습니다. 그들은 유전적 돌연변이를 후성유전적 변형과 비교함으로써 돌연변이가 후성유전적 변형의 한 유형인 DNA 메틸화의 변화와 예측 가능하게 상관관계가 있음을 발견했습니다. 그들은 단일 돌연변이가 돌연변이가 발생한 위치뿐만 아니라 게놈 전체에 걸쳐 일련의 후성유전적 변화를 일으킬 수 있음을 발견했습니다. 이 관계를 사용하여 연구자들은 돌연변이 또는 후성유전적 변화를 사용하여 나이에 대한 유사한 예측을 할 수 있었습니다.

"후생유전적 시계는 수년 동안 존재해 왔지만, 우리는 지금에야 후생유전적 시계가 처음에 왜 똑딱거리는지에 대한 질문에 답하기 시작했습니다." UC 샌디에이고의 생물정보학 박사 후보생이자 제1저자인 제인 코흐의 말입니다. "저희 연구는 후생유전적 변화가 무작위적 유전자 돌연변이와 복잡하고 예측 가능하게 연결되어 있다는 것을 처음으로 보여줍니다."

연구 저자들은 체세포 돌연변이와 노화의 후생유전적 변화 사이의 관계를 완전히 이해하기 위해서는 추가 연구가 필요하다고 지적합니다. 그러나 이 연구의 결과는 노화 과정에 대한 우리의 이해에 큰 돌파구를 제공하며 노화를 예방하거나 역전시키는 것을 목표로 하는 새로운 치료법 개발에 중요한 의미를 갖습니다.

"체세포 돌연변이가 노화의 근본적인 원동력이고 후성유전적 변화가 단순히 이 과정을 추적한다면, 우리가 생각했던 것보다 노화를 역전시키는 것이 훨씬 더 어려울 것입니다." UC 샌프란시스코의 샌프란시스코 조정 센터의 전무이사이자 Sutter Health의 캘리포니아 태평양 의료 센터 연구소의 수석 연구 과학자인 공동 책임 저자 Steven Cummings, MD가 덧붙여 말했습니다. "이를 통해 노화를 프로그래밍된 과정으로 보는 우리의 관점이 시간이 지남에 따라 무작위적이고 누적된 변화에 크게 영향을 받는 것으로 바뀌었습니다."

이 연구는 Ideker, Cummings, Koch 외에 UC San Diego의 Adam Li, California Pacific Medical Center Research Institute 및 UC San Francisco의 Daniel S. Evans가 공동으로 작성했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/01/250121125754.htm