"노년에도 플라보노이드를 왕성하게 생성해 환경영향 무시해"

녹색 장수나무

은행나무는 1,000년 이상 살 수 있다.
연구원들이 나무의 장수 비결을 알아냈다.
오래된 은행나무는 생존에 중요한 조직을 위해 세포노화를 방지한다. 그들은 노년기에 놀라운 탄력성을 유지한다. 이런 식으로 오래된 나무들은 병원체나 가뭄과 같은 유해한 환경 영향을 무시하고 나이가 들더라도 건강을 유지할 수 있다.

▲ 은행나무는 천 년이상을 살아남는다. 노년에도  플라보노이드를 왕성하게 생성한다.

나무는 지구상에서 가장 오래된 생물 중 하나다.
그중 일부는 수백 또는 수천 년 동안 쉽게 살 수 있다. 우리 대륙에서는 주로 장수로 알려진 가문비나무와 소나무와 같은 침엽수들이다. 아프리카에서는 바오밥나무가 식물계의 장수나무대표자다. 아시아에 뿌리를 둔 진정한 장수나무는 은행나무(Ginkgo biloba)다.

원래 중국에서 자생한 이 나무는 오늘날 전 세계에 심어져 있으며 1천 년 이상 살 수 있다. 일부 표본은 3천 년 이상 된 것으로 추정된다. 이 오래된 식물의 비밀은 무엇일까?
"지금까지 나무의 긴 수명에 어떤 분자 및 대사 메커니즘이 있는지는 불분명 하다"고 중국 양저우 대학의 리 왕(Li Wang) 교수는 설명했다.

표본으로서의 은행나무

은행나무 같은 장수한 나무의 비밀을 밝히기 위해 과학자들은 이 나무 종의 건강한 표본을 조사했다. 어린 나무에서부터 최대 667년 된 나무가 대표로 포함됐다. 은행마누들의 성장고리에 대한 분석은 놀라운 것을 보여주었다. 심지어 수백 년이 지난 후에도 나무는 어릴 때보다 크게 느려지지 않았다. 씨앗의 광합성 능력, 잎 크기 및 품질은 나이가 들어감에 따라 거의 변하지 않았다.

다음 단계에서 연구팀은 나무의 유전자 구성을 살펴보았다. 잎과 식물의 형성층 유전자 활동이 이 놀라운 현상의 기초에 단서를 제공할 것인가? 식물의 형성층은 나무와 나무껍질 사이의 성장층이다. 줄기세포로 구성되며 새로운 조직 발달에 중요하다.

노화 전에 무장?

특히 Wang과 동료들은 유전자 분석에서 RNA와 microRNA를 조사했다. 후자는 유전자 발현을 조절하고 DNA의 특정 부분을 켜거나 끌 수 있는 짧은사슬 RNA 분자이다.
은행나무의 성장층에서 나이가 들어감에 따라 세포분열 및 조직분화와 관련된 유전자가 덜 활동적임을 보여주었다. 따라서 오래된 은행나무는 어린 표본처럼 쉽게 새 나무와 나무껍질을 만들지 않는다.

과학자들은 노화의 과정에 결정적인 관련 유전자의 높은 활동성을 찾지 못했다.
이 단계에서 보통 세포는 분열을 멈추고 성장을 멈추거나 완전히 죽는다.
이것이 바로 연구팀이 오래된 잎으로 관찰한 이유다. 형성층의 노화 유전자는 젊고 오래된 나무에서와 비슷하게 활성화되었다.

놀랍도록 탄력

연구자들에 따르면, 은행나무 잎과 같은 개별 장기가 노화를 위해 감염되기 쉽다고 보고 있다. Wang과 동료들은 다음과 같이 설명한다. “우리의 평가는 오래된 나무가 여전히 건강한 상태에 있고 노화가 전체 식물 수준에서 나타나지 않음을 보여준다."

가뭄과 같은 극심한 기상 현상으로 죽을 확율이 질병보다 훨씬 높다. 그러나 은행나무는 이것과도 반대다. 나이가 들어도 더 많은 연구에서 알 수 있듯이 놀랍도록 저항력이 있다.

노년기에 건강

과학자들은 병원체 또는 다른 스트레스 요인에 대한 내성과 관련이 있거나 보호 화합물의 생성을 촉진하는 유전자가 모든 연령대의 나무에서 비슷하게 활동한다는 것을 발견했다.
예를 들어 오래된 나무조차도 여전히 많은 양의 플라보노이드를 생성한다. 이러한 이차 식물 물질은 무엇보다도 너무 많은 자외선으로부터 나무를 보호하거나 많아지는 것을 막는 기능을수행한다.

은행나무와 다른 장수나무는 두 가지 주요 전략을 추구한다는 것을 알 수 있다.
하나는, 중요한 조직에서 노화 과정을 피한다. 두 번째는 평생 동안 유해한 환경 영향에 대한 높은 수준의 저항력을 유지하므로 나이가 들어도 건강을 유지한다.

Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020; doi:
10.1073/pnas.1916548117)
출처 : Proceedings of the National Academy of Sciences

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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