물곰 단백질 활용한 청색기술, 인간 세포의 손상 저항력 향상시킨다

물곰이라 불리는 완보동물(tardigrade)은 강인한 동물로 유명한데, 이 조그만 동물이 우리에게 어떤 이점이 있을까? 물곰 단백질이 인간 세포를 손상으로부터 보호하여 잠재적으로 새로운 노화 방지 치료법이나 조직 저장 기술로 이어질 수 있다는 새로운 연구 결과에 따르면, 이제 우리는물곰의 초능력을 우리 자신의 이익을 위해 활용할 수 있는 날이 머지않은 것 같다.

물곰은 별것 아닌 것처럼 보이지만, 몸길이 50밀리미터에 다리가 여덟 개인 이 괴물은 지구상에서 가장 강인한 동물 중 하나다. 위협을 받으면 영하 150°C에 이르는 극한의 온도와 강렬한 방사선, 압력, 먹이, 산소, 물 부족으로부터 자신을 보호하기 위해 일시 정지 상태에 빠질 수 있다. 환경이 편안해지면 다시 깨어나 아무 일도 없었다는 듯이 수십 년이 지났어도 다시 뛰어다닐 수 있다. 사실, 이 작은 동물이 다시 살아나려면 태양이 지구에서 바로 바다를 끓여버려야 한다는 주장도 있다.

물곰이 이 모든 것을 어떻게 해낼 수 있는지 더 잘 이해할수록 우리는 이를 우리 자신에게 더 잘 적용할 수 있을 것이다. 현재 미국, 영국, 이탈리아, 네덜란드의 과학자들은 물곰 단백질을 인간 세포에 도입하여 유사한 보호 효과를 얻을 수 있음을 보여줌으로써 이 목표를 향한 중요한 발걸음을 내디뎠다.

연구팀은 'CAHS D'라는 단백질을 발현할 수 있는 인간 신장 세포를 실험실에서 배양했다. 이 단백질은 적대적인 환경에 의해 유발되면 물곰 세포 내에서 젤(gel)을 형성하고 분자 과정을 느리게 하여 조건이 개선될 때까지 생존할 수 있도록 한다. 이 과정은 스트레스로 인한 손상으로부터 신장 세포를 보호할 뿐만 아니라, 젤이 녹아 세포가 정상적인 신진대사로 돌아갈 수 있도록 하는 가역적인 것으로도 입증됐다.

이 연구의 수석 저자인 실비아 산체스-마르티네즈는 "놀랍게도 이 단백질을 인간 세포에 도입하면 물곰과 마찬가지로 젤화되어 신진대사가 느려진다"며 "또한, 물곰과 마찬가지로 이러한 단백질을 가진 인간 세포를 생체 안정 상태에 넣으면 스트레스에 대한 저항력이 높아져 물곰의 능력 중 일부를 인간 세포에 부여한다"고 설명한다.

연구진은 더 많은 연구를 통해 세포, 조직, 장기 또는 약물을 냉장 보관할 필요 없이 보존하거나 저온으로 인한 손상을 줄일 수 있는 방법을 개발할 수 있다고 기대하고 있다. 이들은 물곰의 단백질에서 영감 받은 노화 방지 청색기술도 활용하고 있다.

이 연구는 1일자 국제학술지 '단백질 과학(Protein Science)'에 게재됐다.