노화가 일어나는 생물학적인 메카니즘과, 랍스터가 절대 늙지 않는다는 주장과의 관계는?

Question

노화라는 기전은

생물학적인 현상으로

세포분열이 정지되고

DNA의 손상이 축적되고

텔로미어 단축 등의 과정들이 혼합되서 일어난다고 대충 들었습니다

그 외에도

노화에 관련되는건 뭐 미토콘드리아 관련 내용도 있었던거 같은데

노화가 일어나는 정확한 생물학적인 메카니즘은 어찌 되는건가요?

그리고

불사의 생명체 라면 항상 등장하는 랍스터는

절대 늙어서 죽지 않고

너무 커지면 구조상 견디지 못해서 죽는거지

늙어서 죽는건 아니라는 주장이 있던데

이건 실제 생물학적인 노화 메커니즘과는

어떤 관련성으로 설명이 가능한가요?

Answer 1

안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 '노화'는 단일 원인보다는 여러 분자·세포·조직 수준의 변화가 누적되어 나타나는 복합적인 현상인데요, 우선 텔로미어의 단축과 관련이 있습니다. 염색체 말단에 있는 텔로미어는 세포분열 때마다 조금씩 짧아지는데요 이때 일정 수준 이하로 짧아지면 세포는 더 이상 분열하지 못하고 세포노화 상태에 들어갑니다. 또한 복제 오류, 방사선, 활성산소종(ROS) 등에 의해 DNA가 손상되는데요 이때 수선 능력은 제한적이므로, 시간이 지남에 따라 돌연변이와 기능 이상이 축적됩니다. 게다가 잘못 접힌 단백질이 축적되거나 단백질 분해 시스템인 프로테아좀, 오토파지의 효율이 떨어지며, 알츠하이머병 같은 노화 관련 질환과 연결됩니다. 마지막으로 노화 세포는 염증성 사이토카인을 분비하여 주변 조직에도 노화 신호를 퍼뜨리는데요, 만성 저등급 염증 상태가 노화 전반에 기여하게 됩니다. 감사합니다.

Answer 2

노화는 단순히 하나의 과정이 아닌, 여러 생물학적 메커니즘이 복합적으로 얽혀 발생하는 현상입니다.

그리고 최근 생물학에서는 이를 노화의 특징(Hallmarks of Aging)이라는 개념으로 설명하기도 합니다.

노화의 주요 생물학적 메커니즘이라면 유전체 불안정성, 텔로미어 단축, 후성유전적 변화, 단백질 항상성 상실, 미토콘드리아 기능 저하, 세포 노화 등이 대표적이죠.

랍스터는 텔로미어 단축을 막는 효소인 텔로머레이스(Telomerase)를 평생 상당히 높은 수준으로 활성화하여 세포 노화로 인한 사망인 자연사하지 않는다는 점에서는 상당히 독특한 생물이라 할 수 있습니다. 즉, 생물학적 노화 기전 중 핵심인 텔로미어 단축을 극복한 셈입니다.

그러나 랍스터는 탈피를 통해 계속 성장해야 하는데, 몸집이 커질수록 탈피에 필요한 에너지는 점차 많아지고, 성공 확률은 낮아집니다. 알기 쉽게 비유하자면 게임에서 레벨이 오를 수록 다음 레벨로 가기 위한 자원이 많고 어려운 것과 비슷하죠. 결국 탈피 실패나 감염, 또는 다른 생물에 의한 포식으로 죽는 경우가 많기에 영원히 사는 불사 생명체라 말하기는 어렵습니다.

Answer 3

노화의 생물학적 메커니즘은 유전체 불안정성, 텔로미어 마모, 후성유전학적 변화, 단백질 항상성 상실 등 다양한 요인이 복합적으로 작용하여 신체 기능이 점진적으로 저하되는 현상입니다. 이 중 텔로미어 마모는 세포가 분열할 때마다 염색체 끝부분의 텔로미어가 짧아져 결국 세포 분열이 멈추고 노화가 진행되는 것을 의미합니다. 랍스터가 늙지 않는다는 주장은 랍스터가 텔로미어를 복구하는 효소인 텔로머레이스를 지속적으로 활성화시키기 때문에 세포 노화가 일어나지 않는다는 생물학적 메커니즘과 관련이 있습니다. 이로 인해 랍스터는 늙어서 죽는 것이 아니라, 탈피 주기가 길어지면서 껍질이 지나치게 딱딱해져서 감염에 취약해지거나 스스로 탈피하지 못해 죽는 경우가 많습니다.