이상하게 생긴 이 동물은 어떻게 노화를 이겼는가?

주름지고 거의 외계인 같은 외모에도 불구하고 벌거벗은두더지쥐(헤테로케팔루스 글레이버)은 설치류 중에서는 특별하며 최대 40년까지 살 수 있으며, 이는 같은 크기의 대부분의 동물보다 약 10배 더 오래 산다는 것입니다. 놀랍게도 이들의 유전적 청사진은 생쥐보다 인간에 더 가깝기 때문에 유기체가 긴 수명 동안 건강을 유지하는 방법을 연구하는 데 중요한 종입니다. 장수의 중요한 요소 중 하나는 게놈 안정성을 보존하는 능력입니다. 그러나 벌거벗은두더지쥐가 어떻게 자신의 DNA를 그토록 탄력있게 유지하는지에 대해서는 아직 대부분 불분명한 상태로 남아 있습니다.

벌거벗은두더지쥐가 DNA를 보호하는 방법

DNA 무결성을 유지하는 데 관련된 핵심 과정은 유전적 파손을 복구하는 경로인 상동재조합(HR)입니다. 이 과정이 실패하면 노화가 가속화되고 암 발병 위험이 높아질 수 있습니다. 인간과 생쥐에서 DNA 감지 효소 cGAS(고리형 구아노신 모노포스페이트-아데노신 모노포스페이트 합성효소)는 HR 복구를 방해하는 것으로 알려져 있으며, 이는 게놈 불안정성과 수명 단축을 초래할 수 있습니다.

벌거벗은두더지쥐가 이러한 한계를 극복할 방법을 찾았는지 이해하기 위해 Yu Chen과 동료들은 cGAS 버전이 어떻게 작동하는지 조사했습니다. 연구자들은 벌거숭이두더지쥐의 cGAS에 있는 4개의 아미노산 치환이 단백질의 분해 태그를 감소시켜 DNA 손상 후에도 더 오랫동안 활성 상태를 유지하고 축적할 수 있음을 발견했습니다. 이러한 안정성을 통해 효소는 FANCI 및 RAD50을 포함한 중요한 DNA 복구 단백질과 보다 효과적으로 상호 작용하여 HR 복구 과정을 강화할 수 있습니다.

생명을 연장하는 진화적 돌연변이

과학자들이 벌거숭이두더지쥐의 세포에서 cGAS를 제거하자 DNA 손상량이 급격히 증가하여 효소의 보호 역할이 확인되었습니다. 더욱 놀랍게도 인간 cGAS에 동일한 4개의 벌거숭이두더지쥐 특유의 돌연변이를 보유하도록 유전자 조작된 초파리는 정상적인 버전의 효소를 사용하는 파리보다 더 오래 살았습니다.

이러한 발견은 벌거숭이두더지쥐가 왜 그렇게 오래 사는지 설명하는 데 몇 가지 정확한 분자 조정이 도움이 될 수 있음을 시사합니다. 돌연변이는 cGAS를 잠재적인 억제제에서 DNA 복구의 강력한 동맹자로 전환시켜 동물에게 노화의 영향에 맞서 싸울 수 있는 자연적인 메커니즘을 제공하는 것으로 보입니다.

장수 탐색의 새로운 단서

“첸의 연구 결과 외. 존 마르티네즈(John Martinez)와 동료들은 관련 관점에서 “핵에서 수명에 영향을 미치는 벌거숭이두더지쥐 cGAS의 예상치 못한 역할을 설명합니다. 단기 및 장기 수명 모두에서 cGAS가 다른 유기체의 핵에서 수행할 수 있는 역할을 확립하려면 추가 연구가 필요할 것입니다. 그러나 답은 원래 예상했던 것보다 훨씬 더 복잡할 수 있습니다.”