곤충, 물고기 그리고 포유류에 이르기까지 229종의 성염색체와 그들의 수명 관련 데이터를 분석.
포유류는 암컷이 장수, 조류는 수컷이 오래 살아

 

일반적으로 포유류의 평균 수명은, 암컷이 수컷보다 길다. 조류는 그 반대다.
최근 과학자들은 서로 다른 성별의 평균 수명이 다른 이유를 밝혀냈다.

과학자들은 곤충, 물고기 그리고 포유류에 이르기까지 229종의 성염색체와 그들의 수명 관련 데이터를 분석했다. 연구원들은 같은 성염색체의 사본 두 개를 갖는 것이 수명이 길어지면서 두 번째 사본이 보호 효과를 제공한다는 사실을 밝혀내면서 미스터리가 풀렸다고 보고했다.

▲  성인 남자의 성 염색체

분석에 따르면, 복제 X 염색체(성염색체)가 이 역할을 할 수 있다.
인간뿐만 아니라 다른 포유류에서도 암컷은 이 맥락에서 유리하다.
대부분의 포유류는 보통 수컷보다 암컷이 더 나이가 많다. 반면에 새의 경우 그 반대다. 조류의 수컷은 더 튼튼하다. 그 뒤에 숨어 있는 것은 무엇일까?

이중(XX)이 좋다

일반적인 가설에 따르면, 성염색체의 차이는 이 이상한 현상을 일으킬 수 있다.
포유류의 수컷 개체는 하나의 X와 하나의 쇠약한 Y염색체를 가지고 있지만, 암컷은 두 개의 X 염색체를 가지고 있다. 새에서 수컷은 동성 염색체이며 두 개의 Z염색체가 있다.

"강한" 염색체의 이러한 이중 존재는 결정적인 이점이 될 수 있다.
중요한 유전적 요인이 두 번 있기 때문에. 염색체에 질병을 일으키는 돌연변이가 있는 경우, 많은 경우 건강한 두 번째 변종으로 보상 할 수 있다. X 또는 Z 염색체가 하나만 있으면 이 가능성이 존재하지 않는다. 시드니 뉴 사우스 웨일즈 대학의 조 시로코스타(Zoe Xirocostas) 연구진은 “이것은 이질적인 성 염색체가 기대 수명을 감소시키는 것으로 여겨진다”고 말했다.

▲ XX, XY 염색체 비교

더 긴 수명

시로코스타스Xirocostas와 동료들은 총 229종의 동물의 수명을 조사했다.
그들은 과학 기사, 서적 및 데이터베이스에서 데이터를 수집했다. 가정이 올바르면 성별과 기대 수명 간의 관계가 일부 포유류와 조류에서만 분명해지지 않아야 한다. 대신, 성별이 다른 모든 생명체에서 관찰되어야 한다.

실제로, 이 평가는 두 개의 동일한 염색체를 가진 동성(XX) 성별이 평균 17.6% 더 오래 산다는 것을 밝혀냈다. “우리의 결과는 동물계에 걸친 이질적인 성별이 기대 수명이 상당히 짧다는 것을 보여 준다. 즉, 염색체 형태는 이 핵심 기능에서 중요한 역할을 하는 것으로 보인다”고 과학자들은 보고했다.

여성은 운이 좋다

또 다른 흥미로운 결과는, 이중 염색체를 사용한 성의 이점은 항상 같은 크기는 아니지만 성별에 따라 다르다. 수컷이 이종 염색체라면 평균 수명이 여성보다 약 20.9% 낮다.
반면에 암컷이 다른 두 개 염색체를 가지고 있다면 분석 결과 7.1% 더 일찍 죽는다. 유전적 으로 여성은 분명히 덜 해롭다.

연구원들에 따르면, 이에 대한 세 가지 가능한 설명이 있다.
첫째, 수컷 이종 염색체를 가진 동물의 경우 Y 염색체가 더 급격히 생장이 정지될 수 있다.
반면에, 여성 성 호르몬 에스트로겐은 긍정적인 효과를 가질 수 있다.
에스트로겐이 텔로머라제(Telomerase 텔러모레이스)의 발현을 자극하는 것으로 알려져 있다.
* 텔로머레이스 [telomerase] 진핵생물 염색체의 말단 구조물인 말단소체(telomere)는
올리고뉴클레오타이드 서열이 연이어서 반복되는 구조이다
이 효소는 염색체 캡을 형성해 근본적인 유전 물질을 유해한 영향으로부터 보호한다.
그러나 에스트로겐이 염색체의 끝이 손상되는 것을 방지하는 것처럼 보이는 에스트로겐을 포함하여 수명 차이가 왜 다른지에 대한 다른 가능성도 있습니다.

"우리의 연구에 따르면 보호되지 않은 X는 수명에 영향을 줄 수 있는 근본적인 유전적 요인이지만 많은 외부 요인이 포식, 위험한 행동, 영토 설정 및 양질의 영양 섭취와 같은 다양한 방식으로 수명에 영향을 줄 수 있다"라고 Xirocostas는 말했다.

불리한 성적 경쟁?

남성의 단점에 대한 세 번째 설명은 성적 경쟁과 관련이 있다.
시로코스타와 동료들이 설명하듯 이 수컷은 암컷보다 생식 기회를 이용하기 위해 더 많은 위험을 감수해야 한다.

"중요한 진일보"

결과는 기대 수명에 흥미로운 영향을 미치는 요인을 보여 준다.
“인간 수명을 연장하고자 하는 수십억 달러의 산업이 있다. 그러나 여전히 지식에 상당한 빈 자리가 있다”고 과학자들은 지적했다.

수명을 결정하는 생물학적 프로세스는 무엇일까?
성별과 종에 따라 수명이 길어지는 요인은 무엇인까?

이 연구에 참여하지 않은 버밍엄 앨라배마 대학교 노화 전문가 스티븐 아우스타드(Steven Austad) 교수는 동일한 성 염색체 중 2개가 장수에 유익하다는 이론이 매력적이라고 ​​말했다.

그는 “장수의 성차를 이해하는 데 어떤 역할을 한다고 생각하지만, 이것이 유일한 요인은 아니다”고 말했다. 그는 위험을 감수하는 행동과 부모의 역할이 모두 중요하다고 지적했다. 예를 들어 부엉이 원숭이 수컷은 암컷보다 더 오래 산다. 수컷은 그 종에서 유아를 돌보는 데 큰 역할을 한다”고 말했다. Austad는 수명은 성 염색체에만 국한된 것이 아니라고 결론을 내렸다. "일반적인 경향이 있지만 수많은 예외가있다"고 말했다.

“우리의 연구 결과는 수명에 영향을 미치는 메커니즘을 해독하는 중요한 단계를 나타낸다. 이것은 장기적으로 수명을 연장할 수 있는 기회를 열 수 있다. 일생동안 더 많은 답변이 찾아지기를 바란다.”고 연구팀은 결론을 맺었다.
(Biology Letters, 2020; doi : 10.1098 / rsbl.2019.0867)

출처 : Royal Society, Gurdian Online

[더사이언스플러스=문광주]

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