국내연구진이 예쁜꼬마선충과 대장균을 이용해 장내미생물이 조절하는 새로운 노화기전을 발견하였다. 향후 장내미생물이 노화에 미치는 영향을 연구함에 있어, 큰 기여를 할 것으로 기대된다.
한국생명공학연구원(이하 생명연) 노화제어전문연구단 권은수 박사팀(교신저자: 권은수 박사, 제1저자: 신민기 박사과정생)이 수행한 이번 연구는 과학기술정보통신부의 바이오의료기술개발사업과 생명연의 기관고유사업의 지원으로 수행되었고, 종합 과학 저널인 미국국립과학원회보(PNAS:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, IF 9.58) 7월 7일자(한국시각 7월 8일) 온라인 판에 게재되었다.
인체에 존재하는 장내 미생물은 종류가 다양하고, 수가 많기 때문에 특정 미생물이 노화에 미치는 영향성을 파악하는 것이 어렵다. 따라서, 장내미생물과 노화의 관계성을 연구하기 용이한 모델 개발이 필요하다.
연구팀은 예쁜꼬마선충과 대장균을 이용함으로써, 장내 미생물이 숙주의 노화를 조절할 수 있음을 확인하고, 단일 종의 장내 미생물이 숙주에 미치는 영향을 연구하기 위한 모델을 제시했다.
연구팀은 DNA 구조를 변형시키는 단백질(HNS)이 제거된 대장균에서 유해성 대사 물질(Methylglyoxal; MG)의 양이 감소함을 발견하였고, 이 대장균을 섭취한 예쁜꼬마선충에서 새로운 노화조절의 경로(TORC2/DAF-16)가 조절됨으로써 수명이 10 ~ 20% 정도 연장되었다는 것을 발견했다.
유해성 대사 물질(MG)은 활성산소처럼 생체내 단백질, 유전물질 등의 변형을 초래하여 파킨슨병, 당뇨병 등을 일으킨다고 알려져 있었으나, 이번 연구에서 장내미생물에서 발생한 유해성 대사 물질(MG)이 숙주의 세포신호전달 경로를 조절하여 노화를 조절하는 새로운 기전을 규명하였다.
연구책임자인 권은수 박사는 “동 연구성과는 세계 최초로 장내미생물에 의해 특이적으로 조절되는 새로운 노화조절의 경로를 발견한 것”이라며,“이 연구는 장내미생물에 의한 숙주의 노화 연구모델을 제시하고, 장내미생물에 특이적인 노화조절기전을 발견함으로써, 노화에서 장내미생물의 새로운 역할 및 분자 기전을 확인한 것”이라 밝혔다.
또한 “유해성 대사물질(MG)은 세포에 비특이적으로 손상을 입힘으로써 유해성을 나타낸다는 통념과는 달리, 숙주 생물의 특정 신호전달인자도 조절한다는 것을 발견했으며, 따라서 유해성 대사물질(MG)를 낮추는 것이 노인성 질병인 당뇨나 신경질환 등 관련 질병의 새로운 치료법이 될 수 있을 것” 이라고 전망했다.
