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유전자 DNA연구가 급진전하고 있다. 유전자검사는 점점더 값싸지면서 예방적인 조치가 손쉽게 다가온다. 이미 유전자검사를 모든 국민들에게 실행하여 주민등록증과 유전자검사를 함께 국민들에게 디지털로 제공

박영숙세계미래보고서저자 | 기사입력 2020/09/13 [20:00]

유전자 DNA연구가 급진전하고 있다. 유전자검사는 점점더 값싸지면서 예방적인 조치가 손쉽게 다가온다. 이미 유전자검사를 모든 국민들에게 실행하여 주민등록증과 유전자검사를 함께 국민들에게 디지털로 제공

박영숙세계미래보고서저자 | 입력 : 2020/09/13 [20:00]

유전자 DNA연구가 급진전하고 있다. 유전자검사는 점점더 값싸지면서 예방적인 조치가 손쉽게 다가온다. 이미 유전자검사를 모든 국민들에게 실행하여 주민등록증과 유전자검사를 함께 국민들에게 디지털로 제공하는 것을 입법화하려는 의원도 있다.

선충벌레가 인간의 장수에 대해 정보를 줄 수 있다. 평균수명이 15일인 벌레 웜이 수십 년을 사는 인간과 얼마나 많은 공통점을 가질 수 있는지 선충벌레 연구를 살펴보자.

그들의 유전자, 특히 신진대사와 같은 기본적인 생활기능을 암호화하는 유전자에 있다. 낮은 C. elegans 벌레 덕분에 우리는 효모, 파리 및 생쥐, 그리고 아마도 우리의 건강한 수명을 연장하는 인슐린 유사 성장 인자 1 (IGF-1) 신호와 같은 유전자와 분자 경로를 발견했다. 이러한 경로는 또한 메트포르민 , 호르몬 , 간헐적단식, 심지어 케토 제닉 식단에 대한 과학적이고 대중적인 관심을 불러 일으켰다. 다시 말하면 웜은 우리 자신의 젊음의 샘을 찾는 데 영감을주었다.

이러한 유전자는 인간과 정확히 얼마나 관련이 있나 보자. 우리의 노화과정은 수년 동안 연장되며 그 동안 수많은 연령 관련 장애를 경험한다. 당뇨병. 심장 질환. 백치. 놀랍게도 이들 중 상당수는 벌레나 다른 동물에서 발생하지 않는다. 

최근 Nature Metabolism 에서 세계적인 과학자팀은 우리가 벌레에서 인간으로 변할 때가 되었다고 주장했다. 인간수명의 열쇠는 100세의 유전자에 있다고 그들은 말한다. 이 사람들은 100세 이상을 살뿐만 아니라 일반적인 연령 관련 질병으로 고통받는 경우도 거의 없다. 즉, 그들은 마지막 순간까지 건강하다. 진화가 과학자라면 100세와 나머지 우리는 행동하는 두 실험 그룹이다.

자연은 이미 우리에게 건강한 장수를위한 유전적 청사진을 제공했다. 우리는 그것을 해독하기 만하면된다.

저자들은 “장수 한 개인은 그 존재 자체를 통해 상대적으로 좋은 건강을 유지하고 장기적인 질병없이 삶을 끝낼 수있는 생리학적 타당성을 9세기 이상으로 확립했다.”라고 썼다. 이 희귀하지만 귀중한 인구로부터 우리는 "건강한 노화의 생리학에 대한 통찰력과 인간의 건강기간을 연장하기위한 새로운 치료법 개발 "이 가능하다.

유전적 유산

지금은 분명해 보일지 모르지만, 유전자가 장수에 영향을 미쳤는지 여부는 한 세기가 넘도록 논란이되었다. 결국 유전자보다는 건강관리, 사회 경제적 지위,식이요법, 흡연, 음주, 운동 또는 기타 많은 환경 및 생활 방식 요인에 대한 접근이 훨씬 더 큰 역할을한다. 키나 지능과 비슷하게 장수유전학은 편견없는 연구에있어 엄청나게 복잡하고 민감한 문제이다.

그러나 장수에 대한 유전적 연구를 몇 번만 수행 한 후 빠른 추세가 나타났다.

“현대 사회에서 최적의 조건에서도 인간의 자연수명은 상당히 다양하다.”라고 논문저자는 말했다. 예를들어 한 연구에 따르면 100세가되는 사람들은 같은 환경에서 같은시기에 태어난 사람들보다 훨씬 더 오래 살았다. 100세의 자손은 또한 연령 관련 질병의 가능성이 낮으며 같은 연령과 성별의 다른 사람보다 신진대사 및 연령 관련 염증에 대한 "젊음"프로필을 보여준다.

함께, 25 ~ 35%에 대한 라이브에 관계없이 유전자 환경에 자신에 의해 결정되는 시간을 사람의 변동. 다시 말해, 선충 벌레 유전자를 보는 것보다 노화에 관해서 이미 유전 복권에 당첨 된 인간 집단이 분리되어 있다. 생물학 측면에서 “승리”가 의미하는 바를 분석하기 만하면된다. 유전자를 손에 넣으면 생물학적 전화선을 두드려 노화로 이어지는 전선을 잘라낼 수 있다.

저자들은 “극단적 인 인간수명의 기초가되는 유전적 요인의 확인은 인간의 수명과 질병 저항의 메커니즘에 대한 통찰력을 제공해야한다.

급진적인 재설계

과학자들이 유전자가 노화에 큰 역할을한다는 것을 발견하면 다음 질문은 "그것들은 무엇인기?"였다.

그들은 게놈 차원의 연관 연구 또는 GWAS로 전환했다. 이 빅데이터 접근방식은 기존 게놈 데이터베이스를 스캔하여 일부 결과 (예 : 장수명 대 단명)의 차이로 이어질 수있는 DNA코딩의 변화를 찾는다. 차이점은 소위 "암호화"유전자 (즉, 단백질을 만드는 유전자)에있을 필요도 없다. 그들은 게놈의 어느 곳에 나있을 수 있다.

강력한 접근 방식이지만 구체적이지 않습니다. GWAS를 생물학적 코드를위한 기초적인 "디버깅"소프트웨어로 생각한다. 서로 다른 DNA 문자 변형 간의 차이 만 검색하지만 어떤 특정 DNA 문자 교체가 최종 생물학적 프로그램 (이 경우 노화)에 가장 영향을 미치는지는 상관하지 않는다 .

우선, GWAS는 종종 수십 개의 단일 DNA 문자 변화를 발견하지만 그 자체로 노화의 궤도를 바꿀만큼 강력하지는 않다. DNA의 마을 변형 기술의 하이라이트는, 그 함께가 , 가장 중요한되고 있는지를 나타내는없이 평생 동안 셀의 과정을 제어하여 노화에 영향을 미칠 수 있다. 또한 DNA 문자 변경이 인과 적 으로 노화를 유발 (또는 보호) 한다고 말하기도 어렵다 . 마지막으로 GWAS 연구는 일반적으로 유럽 조상의 인구에 대해 수행되며, 이는 엄청난 양의 인간 (예 : 100 세 이상을 생산하는 일본인)을 배제한다.

그래서 무엇을 바꿔야하나?

일반 인구에 초점을 맞추기보다는 다른 문화, 사회 경제적 지위 및 양육을 가진 100 세의 사람들을 집으로 삼는 것이 핵심이다. GWAS가 여러 큰 바다에서 희귀종을 낚는 것과 같다면 저자의 요점은 작지만 희귀종으로 가득 찬 연못 (전 세계에 분포)에 초점을 맞추는 것이다.

논문저자들은 “100 세와 같은 극히 장수 한 개인은 미국 인구의 아주 작은 비율 (~ 0.01 ~ 0.02 %)에 불과하지만 그들의 유전자에는 건강한 노화와 장수를위한 생물학적 청사진이 포함되어 있다. 그들은 일반적인 연령 관련 질병으로부터 보호 받고 "이 극도로 희귀 한 표현형은 건강 수명과 수명을 조절하는 유전 적 변이 연구에 이상적이다."

그것은 일반적으로 유전 학자들을 움찔하게 만드는 아이디어이다. 일반적으로 연구 모집단이 클수록 결과가 더 좋다고 생각된다. 여기서 권장 사항은 초점을 좁히는 것이다.

그리고 그것이 핵심이라고 저자들은 주장한다.

이 연구에서 나온 것이 무엇이든 GWAS 낚시실험보다 노화에 훨씬 더 큰 영향을 미칠 것이다. 더 작은 (게놈) 연못; 더 큰 (청소년 친척) 물고기. 더욱이 한 유럽 기반의 장수 인구에서 확인 된 친 청년 유전자는 다른 100 세 그룹 (예 : 일본인)에서 확인할 수 있으므로 유전자 후보 가 인종, 문화, 육성에 관계없이 인간 노화 에 대한 근본적인 내용을 반영하는지 확인할 수 있다.

건강한 노화로가는 길

요즘에는 100세의 유전체 검사를 쉽게 할 수 있다. 그러나 그것은 첫 번째 단계에 불과하다.

다음단계는 과학자들이 고전적인 장수연구에서 선충벌레에서 그러한 차이를 검증한 방법과 유사하게 유망한 노화 방지 유전 적 차이를 검증하는 것이다. 예를 들어, CRISPR 또는 다른 도구를 사용하여 유망한 pro-youth 유전자 변이를 마우스로 유 전적으로 편집 할 수 있다. 그런 다음 과학자들은 수정되지 않은 동료와 비교하여 쥐가 어떻게 성장하고 늙는 지 조사 할 수 있다. 유전자가이 생쥐를 치매에 더 탄력적으로 만들까? 근육 소모, 심장 문제, 비만 등에 관해서도 분석가능하다.

이러한 관찰을 통해 과학자들은 엄청난 양의 분자 도구를 사용하여 이러한 프로 청소년 유전 적 변화의 기초가되는 분자 경로를 추가로 분석 할 수 있다.

마지막 단계? 100 세의 유전자에 의해 유도되고 노화의 동물 모델에 의해 검증 된 우리는 노화와 관련 질병을 유발하는 유전자와 단백질 사이의 연결을 끊는 강력한 약물을 설계 할 수 있다. 메트포르민은 선충류에 대한 노화 연구에서 나온 실험용 알약입니다. 인간 100세의 연구결과를 상상해보자.

“지난 세기 동안 인간의 건강이 엄청나게 향상 되었음에도 불구하고 우리는 100세까지 건강하게 사는 것이 표준 인 상황과는 거리가 멀다”고 저자는 말했다.

그러나 100세의 사람들이 분명히 증명했듯이 이것은 가능하다. 그들의 유전자를 파헤침으로써 과학자들은 유전적으로 운이 좋은 사람들뿐만 아니라 우리 모두를위한 건강한 장수의 길을 찾을 수 있다.

 

 

이미지 크레딧 :  Cristian Newman / Unsplash

 

 
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