대학원생의 기발한 아이디어가 노화 연구에 획기적인 돌파구를 마련했습니다.

우연히 떠오른 학생의 아이디어가 노화된 "좀비" 세포를 찾아내는 새로운 압타머 기반 방법을 개발하는 계기가 되었고, 이는 미래의 노화 치료법 발전에 기여할 것입니다. (사진 제공: AI/ScienceDaily.com)

다양한 질병 치료를 위한 잠재적인 전략 중 하나는 노화 세포를 표적으로 삼는 것입니다. "좀비 세포"라고도 불리는 이 세포들은 증식을 멈추지만, 정상적인 건강한 세포처럼 스스로 제거되지 않습니다. 이러한 세포들은 암, 알츠하이머병, 그리고 노화 과정 전반에 걸쳐 나타납니다. 과학자들은 이러한 세포를 제거하거나 복구하는 방법을 연구하고 있지만, 주변의 건강한 세포를 손상시키지 않고 살아있는 조직 내에서 노화 세포를 탐지하는 것이 주요 과제입니다.

메이오 클리닉 연구진은 학술지 ' 에이징 셀(Aging Cell) '에 발표한 논문에서 노화 세포를 표지하는 새로운 방법을 설명했습니다. 이 방법은 '압타머'라는 짧은 합성 DNA 조각을 이용하는데, 이 압타머는 3차원 구조로 접힐 수 있습니다. 이러한 구조는 세포 표면에 있는 단백질에 결합할 수 있습니다. 쥐 세포를 이용한 실험에서 연구팀은 100조 개 이상의 무작위 DNA 서열 중에서 특정 표면 단백질을 인식하고 노화 세포를 표시할 수 있는 몇 가지 희귀한 압타머를 선별했습니다.

"이번 연구를 통해 압타머가 노화 세포와 건강한 세포를 구별하는 데 사용할 수 있는 기술이라는 원칙이 확립되었습니다."라고 이번 연구의 책임 연구자인 생화학자 겸 분자 생물학자 짐 마허 3세 박사는 말합니다. "이번 연구는 첫걸음이지만, 결과는 이 접근법이 궁극적으로 인간 세포에도 적용될 수 있음을 시사합니다."

우연한 대화가 어떻게 협업으로 이어졌는지

이 프로젝트의 시작은 메이요 클리닉 대학원생 한 명이 동급생과의 일상적인 대화에서 다소 독특한 생각을 공유하면서부터였습니다.

최근 메이요 클리닉 생의학 대학원에서 학위를 받은 키넌 피어슨 박사는 마허 박사와 함께 압타머가 신경퇴행성 질환이나 뇌암에 어떻게 사용될 수 있는지에 대해 연구해 왔습니다.

한편, 몇 층 위에서는 동료 대학원생인 사라 야킴 박사가 네이선 르브라쇠르 박사의 연구실에서 노화 세포와 노화에 대해 연구하고 있었다.

두 사람은 한 과학 학회에서 우연히 만나 학위 논문 프로젝트에 대한 아이디어를 교환했습니다. 피어슨 박사는 압타머를 이용해 노화 세포를 검출할 수 있을지 궁금해했습니다. "좋은 아이디어라고 생각했지만, 테스트에 필요한 노화 세포 준비 과정에 대해서는 잘 몰랐고, 그 부분은 사라의 전문 분야였습니다."라고 논문의 주저자가 된 피어슨 박사는 말했습니다.

멘토들이 학생의 대담한 아이디어를 지지하다

학생들은 자신들의 아이디어를 지도교수들과 노화 세포 치료법을 연구하는 대런 베이커 박사에게 제시했습니다. 마허 박사는 처음에는 그 아이디어가 "황당하다"고 생각했지만 탐구해 볼 가치가 있다고 여겼다고 회상합니다. 세 명의 멘토 모두 그 제안을 지지했습니다. 마허 박사는 "솔직히 말해서, 학생들의 아이디어였고 두 연구 분야의 진정한 시너지 효과를 낼 수 있다는 점이 마음에 들었습니다."라고 말했습니다.

초기 실험에서 유망한 결과가 나오자 두 사람은 연구실 학생들을 더 많이 참여시켰습니다. 당시 대학원생이었던 브랜든 윌뱅크스 박사, 루이스 프리에토 박사, 그리고 의학박사-철학박사 과정 학생이었던 캐롤라인 도허티는 첨단 현미경과 다양한 조직 유형을 포함한 새로운 기술을 도입했습니다. 야킴 박사는 "이 프로젝트가 성공할 것이라는 확신이 들었기 때문에 더 많은 노력을 기울이는 것이 고무적이었습니다."라고 말했습니다.

노화 세포에 대한 새로운 단서들을 밝히다

이번 연구는 표지 방법을 제공하는 것 외에도 노화 세포의 생물학적 특성에 대한 통찰력을 제공했습니다. 마허 박사는 "현재까지 노화 세포를 특징짓는 보편적인 표지자는 없습니다."라고 말하며, "저희 연구는 노화 세포 표면의 표적 분자에 대해 열린 마음으로 접근하도록 설계되었습니다. 이 접근 방식의 장점은 압타머가 결합할 분자를 스스로 선택하도록 한다는 점입니다."라고 덧붙였습니다.

연구팀은 여러 압타머가 쥐 세포 표면에 있는 피브로넥틴이라는 단백질의 변형체에 결합한다는 사실을 발견했습니다. 과학자들은 이 피브로넥틴 변형체가 노화와 어떤 관련이 있는지 아직 알지 못합니다. 하지만 이번 발견은 압타머가 노화 세포 특유의 특징을 식별하는 데 도움이 될 수 있음을 시사합니다.

인간 건강에 대한 잠재적 응용 분야

인체 조직에서 노화 세포를 확실하게 검출할 수 있는 압타머를 찾기 위해서는 더 많은 연구가 필요할 것입니다. 만약 압타머를 이러한 목적에 맞게 개발할 수 있다면, 궁극적으로 노화 세포에 직접 치료제를 전달하는 데 사용할 수 있을 것입니다. 피어슨 박사는 압타머가 세포 유형을 구별하는 데 일반적으로 사용되는 기존 항체보다 비용이 저렴하고 활용도가 높다는 점을 지적합니다.

"이 프로젝트는 참신한 개념을 제시했습니다."라고 마허 박사는 말합니다. "향후 연구를 통해 이 접근법을 인간 질병에서 노화 세포와 관련된 응용 분야로 확장할 수 있을 것입니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/12/251213032625.htm