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조정된 알람 응답은 암에 걸리기 쉬운 오래된 세포의 자체 파괴 유발

텔로미어와 미토콘드리아가 암으로부터 우리를 보호하는 방법
조정된 알람 응답은 암에 걸리기 쉬운 오래된 세포의 자체 파괴를 유발한다.

함께 암에 맞서기:
노화된 세포가 퇴화할 위험이 있는 경우 다단계 경보 반응을 통해 영향을 받은 세포를 시기 적절하게 파괴해 암 발병을 방지한다. 연구자들이 "네이처(Nature)"에 보고한 바와 같이, 염색체의 말단 캡인 텔로미어와 세포 발전소인 미토콘드리아는 이 신호 전달 경로에 관여한다. 이 발견은 암에 대한 세포 보호 메커니즘에 대한 새로운 시각을 제시하고 이러한 보호가 때때로 실패하는 이유를 명확히 하는 데 도움이 될 수 있다. 

▲ 여기서 염색체의 텔로미어(녹색)는 녹색 형광 마커로 강조 표시된다. © Salk Institute

우리 염색체의 끝에 있는 소위 텔로미어는 우리의 유전 물질을 안정화시키는 보호 캡을 형성한다. 세포가 노화됨에 따라 이러한 보호 DNA 서열은 점점 더 짧아지고 마침내 위기가 발생한다. 유전적으로 불안정한 세포는 세포 자살 프로그램인 세포 사멸을 시작한다. 이것은 면역 체계에 대한 "처분용"으로 표시하고 동시에 내부에서 세포를 파괴한다. 이 메커니즘이 암의 발병을 예방한다.

암에 대한 보호 반응

그러나 지금까지 그 과정이 어떻게 상세하게 작동하는지, 일부 세포가 어떻게 죽음을 피하고 종양을 형성할 수 있는지는 알려지지 않았다. 캘리포니아 La Jolla에 있는 Salk Institute for Biological Studies의 Joe Nassour가 이끄는 팀이 이제 이 문제를 다루었다. "우리의 결과는 매우 짧은 텔로미어, 미토콘드리아, 인간의 노화 관련 발암을 예방하기 위해 진화한 선천적 면역 체계 사이의 시너지 효과를 보여준다"고 저자는 보고했다.

인간 섬유아세포, 즉 결합 조직의 세포에 대한 유전자 스크리닝의 도움으로 Nassour와 그의 동료들은 너무 짧아진 텔로미어가 위기 동안 세포 죽음에 결정적인 선천적 면역 체계의 신호 경로를 활성화한다는 것을 발견했다. 그렇게 함으로써 그들은 세포의 발전소인 미토콘드리아의 도움에 의존한다.

텔로미어와 미토콘드리아 사이의 통신

"우리는 텔로미어가 미토콘드리아와 통신한다는 사실을 발견했을 때 감격했다"고 Nassour의 동료인 Jan Karlseder는 말했다. 염색체 끝이 세포 발전소와 함께 작동할 때만 결함이 있는 세포를 죽이고 따라서 잠재적으로 퇴화하는 세포를 죽이는 세포 경로가 작동하게 된다. 이 신호 전달 경로가 작동하는 한 노년기에 암을 예방할 수도 있다.

구체적으로 연구팀은 너무 짧아진 텔로미어가 미토콘드리아 표면의 ZBP1(Z-DNA 결합 단백질 1)이라는 면역 센서에 결합하는 긴 RNA 분자를 내보낸다는 사실을 입증했다. 이 결합은 미토콘드리아 항바이러스 신호 단백질(MAVS)을 활성화하는데, 이는 선천 면역 체계의 일부이며 무엇보다도 바이러스에 감염된 세포를 제거하는 역할을 한다. 원칙적으로 텔로미어 경보 신호는 변성이 발생하기 전에 오래되고 유전적으로 불안정한 세포를 파괴하기 위해 바이러스에 대해 실제로 개발된 신호 경로를 사용한다.

노화에 대한 통합적 관점

"텔로미어, 미토콘드리아 및 염증은 주로 단독으로 연구되는 노화의 세 가지 특징이다"고 Nassour의 동료인 Gerald Shadel은 말했다. "우리의 결과는 스트레스를 받은 텔로미어가 미토콘드리아에 RNA 메시지를 보내 염증을 유발한다는 것을 보여준다. 이것은 노화를 완전히 이해하고 아마도 인간의 수명을 연장하기 위해 개입하기 위해 이러한 특성 간의 상호 작용을 연구할 필요성을 강조한다.”

향후 연구에서 연구원들은 현재 발견된 프로세스가 어떻게 영향을 받을 수 있는지 알아보려고 한다. "암의 발달은 단순한 과정이 아니다”고 Nassour는 말한다. “세포에 많은 변화가 필요한 다단계 프로세스다. 텔로미어와 미토콘드리아를 연결하는 복잡한 경로에 대한 더 나은 이해는 미래의 새로운 암 치료제 개발로 이어질 수 있다.”
(Nature, 2023, doi: 10.1038/s41586-023-05710-8)
출처: Salk Institute

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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