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장내 세균총 복원을 한다면 건강한 삶도 보장될 수 있을 것으로 보고 있다.

세포 노화의 시계 텔로미어란?

DNA 말단 부부을 말하는 것으로서 선형 DNA에서 말단 부분은 복제가 될때 소실이 일어나게 된다
복제시에 primer가 붙는 부위이기 때문에 primer는 RNA로서 나중에 DNA로 치환이 되어야 하는데, 말단의 primer는 치환을 할 수가
없게되는 것이다.
말단 부분은 DNA의 안정성을 위해서 같은 염기서열이 반복되서 나타며, 이 반복서열이 모두 제거가 되면 세포는 세포 자살로 들어가게 되어
세포의 인생은 끝나게 된다.
하지만 계속 분열하는 세포에는 텔로머라아제 라는 효소 활성이 존재하는데, 이것때문에 계속 분열 할 수 있게 된다.
암세포일 경우에는 이 텔로머라아제의 효소 활성의 이상으로 지속적인 세포분열의 활성이 일어나 계속해서 세포분열을 할 수 있게 되는 것이다.

사실 텔로미어는 DNA가 복제시 생기는 염기의 손상을 막기 위해 존재하며 DNA복제 과정에서 세포가 분열을 할때는 우선 DNA가 복제가
되어야 되는데 이 복제 과정에서 서로 상보적으로 복제가 될때 기준이 되는 시발점이 필요 하다.
이것이 primer라고하며, 처음엔 이중나선인 DNA가 풀리고 각각의 서열에 대해서 상보적 으로 반대돼는 염기 쌍들이 붙어준다.
그 풀린후에 처음 기준점이 바로 프라이머인데, 프라이머가 처음에 풀린곳에 붙어주고 그후에 차례로 염기가 붙어나가면서 복제가 돼는 것이다.
이 과정에서 복제가 끝나면 프라이머는 제거가 된다.

DNA가 복제시마다 즉 세포 분열시 마다 프라이머가 붙었던 자리는 제거가 돼면서 짤려 나가면 염색체의 손상을 가져오게되므로 텔로미어가
존재하는 것이다.
텔로미어라하면 아무 의미없이 반복적인 염기서열이기 때문에 이부분에는 유전정보가 존재하지 않는다.

텔로머라제라는 효소는 텔로미어 부분을 계속 합성해줄수 있고, 그런 손상과 복구 텔로미어 내에서의 반복으로 인해 세포가 분열시
염색체가 줄어드는 일이 없도록 하는 효소이다.

텔로미어가 발달한 세포는 우리의 생식세포와 암세포이다.

생식세포에선 텔로미어가 잘 유지가 돼기때문에 수없는 세대를 거쳐 자손이 번식해도 유전체의 손상이 없게되는 것이다.

일반 체세포같은경우에는 텔로미어가 발달을 해 있지 않아서 일정분열후 세포사멸 같은 과정을 거치는 것이다.

남자와 여자가 만나서 서로 23개의 염색체를 내놓아서 23쌍의 염색체를 갖는 아이가 형성되는데 이때 아이는 아빠의 23개 염색체
엄마의 23개의 염색체를 물려 받게 되어 23쌍이 되는 것이다.
이걸 상동염색체라고 하며 남자와 여자가 감수분열을 통해서 정자 난자를 만들때 이 텔로미어 시스템이 잘 발달되어 있어서
염색체의 손상을 방지할수 있기 대문에 아기는 정상적인 손상이 없는 23쌍의 염색체를 고스란히 물려받을수 있는것이다.

생식세포에는 이런식으로 텔로미어가 잘 발달되 있으며 암세포의 경우도 텔로미어가 잘 발달되어 있어서 죽지않고 계속 분열을 할 수 있다.

텔로미어에게 영향을 미치는 것들은?

텔로미어는 노화 메커니즘으로서 심한 운동을 하여도 이 텔로미어는 줄어들며 과식을 하여도 텔로미어는 줄어드는 것으로 밝혀졌다.

싱싱한 야채와 과일을 많이 먹고 신선한 고기류를 많이 먹으면 이들속에도 독성을 지닌 효소가 있는데 이러한 효소는 살아있는 모든 생명체에 존재하며 이러한 효소는 텔로미어가 줄어들게 한다는 것이다.

즉 모든 살아있는 생명체에는 자신을 지키는 방위군 독소(Toxin) 효소가 있다는 것이다.


하지만 장내 세균총 조합이 우세하면 장내 미생물들이 먹은 음식물을 발효하여 생명체의 방위군 독소를 없애주며 유익한 효소를 생성하여
건강을 영위할 수 있도록 하고 텔로미어가 줄어든 것에 대한 억제력이 있다는 것이다.

그러나 우리의 인체내에 장내 세균총 조합이 악옥균이 우세하면 생명체가 가지고 있는 독소는 더큰 독소로 우리에게 작용되어
텔로미어 손상을 일으킬 수 있다는 것이다.

장내 세균총중 선옥균이 우세하느냐 악옥균이 우세하는냐는 우리의 수명과도 직결된다는 것이다.

선옥균은 우리의 전통발효식품에 들어있는 유익한 균이며 이러한 균들은 우리가 섭취한 음식에 남아있는 독소를 제거하는 작용을 하며 
텔로미어의 손상을 억제하여 노화를 예방하는 것으로도 알려져 있다고 한다.

실질적으로 우리나라의 장수마을 노인들은 도시인보다 장내 선옥균 비율이 5배가 높다고 한다.

텔로미어를 통해서 세포의 노화 메커니즘을 규명하였다.

 
텔로미어란?

텔로미어(말단소립, telomere)는 세포시계의 역할을 담당하는 DNA의 조각들이다.
텔로미어는 그리스어의 '끝'(τἐλος, telos)과 '부위'(μέρος, meros)의 합성어다.

세포분열이 일어나는 동안에 염색체와 DNA를 복제하는 효소는 염색체의 끝부분으로 복제를 계속할 수 없다.
텔로미어가 없는 상태로 세포가 분열된다면 세포에 관한 정보가 들어있는 염색체의 끝부분이 소실될 것이다.
텔로미어는 염색체의 끝부분을 막고있는 분해되지 않는 완충지역이라 할 수 있다.
하지만 세포가 분열되면서 텔로미어는 소실되며 텔로머라아제라는 역전사효소에 의해서 보충된다.
 
텔로미어의 연구 과정세포의 노화에 대해서 구체적으로 연구한 Leonard Hayflick 박사는 1961년, 생물과 장기에 따라서 세포의 분열 횟수가
정해져 있고, 그 후에 세포가 노화해 죽는다는 사실을 밝혀냈다.
Hayflick 박사는 태아의 세포는 100번 정도 분열하고, 노인의 세포는 20~30번 정도 분열한 후에 노화가 된다는 사실을 발견했다.
이를 헤이플릭 리미트(Hayflick Limit)라고 불린다.
Hayflick 박사의 연구에 의하면 고양이는 8번, 말은 20번, 인간은 60번 정도 세포분열을 할 수 있다고 한다.

그 후에 발견된 것이 바로 텔로미어(telomere)이다.
1990년대 초가 되어서야 생물세포학자들에 의해서 텔로미어가 염색체의 말단에 위치함이 밝혀졌다.
연구가 계속 진행된 결과, 샌프란시스코 캘리포니아 대학(UCSF)의 Elizabeth blackburn(61)교수를 비롯하여
존스홉킨스 의대 Carol Greider(48)과 하버드 의대 Jack Szostak(57)은 텔로미어를 통해서 세포의 노화 메커니즘을 규명하였다.
이들은 2009년 노벨생리학상 수상자로 선정되었다.

텔로미어의 작용텔로미어의 길이는 종에 따라서 매우 다양하다. 효모에서는 300~600개의 염기쌍으로 이루어져있고,
인간의 경우 수 킬로베이스(DNA 등 핵산 연쇄의 길이 단위)로 이루어져 있다.

인간의 경우 텔로미어의 길이가 짧아짐에 따라서 세포분열을 막는 노화현상을 유발할 수 있다.

텔로미어는 6개(인간의 경우)의 특이적인 DNA 염기서열이 수백에서 수천 번 반복되며, 염색체의 말단에 위치하고 있어서 세포가 분열할 때
염색체가 분해되는 것을 막아준다.

텔로미어의 특징을 살펴보면, 세포가 한 번 분열할 때마다 염색체 말단으로부터 50~200개의 텔로미어 DNA 뉴클레오티드(nucleotide)를
잃어버린다.
텔로미어의 길이가 짧아질수록 세포가 늙었다는 것을 의미한다.
그렇기 때문에 여러 차례 세포분열을 하면서 대부분의 텔로미어 DNA가 손실되면 세포는 세포분열을 멈춘다.

텔로미어 염기서열몇 가지 알려진 텔로미어의 염기서열 생물체 염기서열 (5'에서 3'을 향함 ) 
사람, 생쥐, 아프리카발톱개구리 TTAGGG 
붉은빵곰팡이 TTAGGG 
애기장대 TTTAGGG 
클라미도모나스 TTTTAGGG 
누에나방 TTAGG 
효모 TTAC(A)(C)G(1-8)

텔로머라아제손실되는 텔로미어의 DNA를 복구하는 효소(enzyme)가 존재하는데
그것을 텔로머라아제(말단소립 복제효소, telomerase)라고 한다.
이 효소 덕분에 세포가 분열해도 텔로미어의 길이를 어느 정도의 길이로 유지할 수 있다.
효소가 지나치게 활성화되면 세포가 계속 분열할 수 있다.

진핵 세포로 이루어진 생물체에서 텔로머라아제가 활발한 세포는 소장 내부의 표피세포(상피세포), 골수세포, 암세포 등이다.
소장 내부의 표피세포는 끊임없이 음식물, 체액과 접촉하면서 상처를 입거나 떨어져 나가곤 한다.
하지만, 활성화된 텔로머라아제에 의해서 세포분열이 지속적으로 일어나면서 상처입거나 떨어져 나간 표피세포를 보충할 수 있는 것이다.

텔로머라아제는 텔로미어의 DNA 염기서열과 상보적인 염기쌍을 가지는 RNA를 이용하여 텔로미어 DNA를 만들어내는 일종의
역전사효소(reverse transcriptase)를 만들어 낼 수 있다. (RNA의 상보적인 염기쌍 : C(Cytosine)-G(Guanine), A(Adenine)-U(Uracil))
예를 들어서 역전사효소의 RNA의 염기서열이 AAUCCC이면 TTAGGG를 갖는 텔로미어 DNA염기서열이 만들어지는 것이다.
이와 같은 방법으로 텔로머라아제는 염색체 말단의 텔로미어의 길이가 짧아지지 않도록 해준다.


텔로미어와 암세포암세포는 끊임없이 세포분열을 하기 위해서 텔로미어 DNA의 길이를 유지할 수 있는 메커니즘이 필요하다.
텔로미어의 길이를 연장하거나 유지하는 메커니즘은 세포 단위의 끊임없는 증식을 하기 위해서 꼭 필요한 과정이다.
텔로미어를 연장하기 위해 필요한 효소인 텔로머라아제는 종양의 90%에서 활성화되어 있다.
그렇기 때문에 암세포에서는 다른 체세포에 비해서 수명이 길어진다.
이를 통해 암세포에 있는 텔로머라아제의 기능을 억제하거나 암세포의 텔로미어 DNA를 제거하면, 암세포의 세포분열을 막을 수 있다.


무리한 운동이 생물학적으로 노화를 촉진한다는 연구 결과가 나왔다.
세포노화 지표인 텔로미어(telomere) 길이에 미치는 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.
중년 여성을 대상으로 고강도의 운동을 실시한 결과 염색체 손상을 막아 주는 `텔로미어'의 길이가 짧아졌다는 것이다.
텔로미어는 나이가 들면서 길이가 점점 줄고 텔로미어가 짧을수록 세포는 손상과 죽음에 취약한 상태가 돼 질병과 노화의 원인이 된다.

40대 여성 10명을 대상으로 개인별 최대 산소섭취량의 60%와 80%에 해당하는 강도로 달리기를 각각 실시한 뒤 백혈구의 텔로미어 길이를
측정했다.
그 결과 60%(중간 강도)로 운동할 때는 운동 전 6.68(kp)였던 텔로미어가 운동 후에 5.61로 줄어들었고 80%(고강도)로 운동할 때는
6.11에서 5.27로 줄어 감소 비율이 더 컸다.
소비 열량은 운동 강도와 관계없이 400㎉로 동일한 조건을 유지했다.

운동 후에는 산화 스트레스를 유발해 세포를 손상하는 것으로 알려진 지질과산화가 운동 전에 비해 크게 증가하는 것으로 나타났다.
세포노화를 방지하는 것으로 알려진 항산화효소(SOD)의 활성도도 운동 후에 크게 떨어졌다.
운동 경험이 없는 사람이 갑자기 심한 운동을 하면 산화 스트레스를 유발해 지질과산화가 늘어나고 항산화효소의 활성도가 떨어져
노화의 지표인 텔로미어가 짧아진다는 연구결과가 발표되었다.
운동도 무리하지 않고 자신의 능력에 맞는 적당한 운동을 하면 항산화효소의 방어작용이 증가해 산화 스트레스를 감소하는 역할을 한다는
것이다.

인간의 DNA에는 세포 분열시마다 DNA가 닳아서 생존에 영향을 미치는 것을 방지하고자 DNA 양쪽 끝에 ‘텔로미어(telomere)’라고 하는
DNA 보호용 구간을 두었다.

세포 분열이 반복되면 텔로미어가 더 이상 DNA를 보호할 수 없는 지경에 이르게 되고, 이 순간이 되면 세포는 이를 감지해서 스스로 사멸하여
DNA 손상으로 인한 발생 이상으로 개체 전체에 이상을 미치는 것을 방지한다.

아무리 세포 성장에 완벽한 조건을 갖추더라도 세포는 이처럼 내적인 한계로 인해 분열에 일정한 한계를 갖는다.

그리고 이는 인간의 육체가 모든 환경 변수들을 완벽하게 통제하더라도 영원 불멸할 수 없다는 것을 설명해 주는 것이기도 하다.

인체를 구성하는 세포들의 수명에 한계가 있으니, 그 세포들로 이루어진 인체 역시 생의 한계를 가질 수 밖에 없다.

[참고자료]
이엠생명과학연구원










세포의 노화는 인간의 노화이다.


세포의 노화를 억제하면 불로장생약이 개발될 수 있는 것으로 보고 있다.
노화 억제하는 몸속의 노화 억제효소 텔로머라아제는 세포수명을 연장 DNA생성 한다.
하지만 텔로머라아제 효소는 20대 전후로 하여 점점 줄어드는 게 문제이며 이것을 다시 활성화 시킬 수 있는 활성화물질 연구 개발이 활발히
진행되고 있다.

텔로머라아제는 텔로미어가 줄어드는 것을 억제하는 역할을 담당하는 효소로서 노화를 예방할 수 있어 텔로머라아제 효소의 연구는 150세 이상 건강하게 살 수 있는 시대를 가능할 것으로 보고 있다.

텔로머라아제는 암세포 등에 공급되면 질병 악화시키는 효소로 작용될 수있다는 연구결과도 발표되고 있다.

텔로머라아제 효소는 인체세포와 조직의 수명 및 기능을 연장시키므로 하여 인간의 수명도 연장이 가능하게 하는 것이다.

텔로머라아제는 텔로미어의 손상을 예방하여 인체세포와 조직의 수명을 늘려줘 인체세포와 조직의 수명 및 기능을 연장시키게 되어 궁극적으로 인간의 수명도 연장이 가능하도록 하는 것이다.

텔로머라아제가 앞으로 불로장생의 꿈을 실현시켜줄지도 모른다.

미국 생명공학기업 시에라사이언스의 설립자 빌 앤드루스 박사가 텔로머라아제 활성화 후보물질을 실험하고 있다.
 
사람은 왜 늙는 것일까?

노화를 늦추거나 막을 영약은 없는 것는 것인가?

불로장생은 비단 불로초를 열망했던 진시황이 아니더라도 동서고금을 막론한 인류의 오랜 꿈이자 의학계의 영원한 도전 과제다.

이와 관련해 최근 이 꿈을 실현시켜줄 존재로 집중적인 조명을 받고 있는 물질이 
텔로미어의 수명을 억제하는 인체 내의 텔로머라아제(telomerase)이다.

인체세포는 분열 횟수에 한계가 있다.
실험실에서 배양한 인체세포는 50~70회, 인체 내의 세포는 약 100여회가 한계치로 알려져 있다.
이러한 분열 한계는 세포의 염색체 양쪽 끝에 위치한 염색소립(chromomere)인 텔로미어(telomere)의 길이에 의해 좌우된다.
텔로미어는 세포 분열시마다 DNA의 일부가 상실되며 조금씩 짧아지는데 길이가 극도로 짧아지면 세포는 제 기능을 하지 못하고
분열도 중단되면서 사멸의 길로 접어든다.

나이가 들면 세포 복제에 의존해 성능을 유지하는 조직과 장기들이 제 역할을 수행하지 못하는 것도 이 때문이다.
피부는 처지고 내장기관 활력은 둔화되며 면역체계도 힘을 잃는다. 많은 생명공학자들은 이를 노화의 실체로 본다.
이 점에서 텔로미어의 DNA 손실을 막아 세포 분열 기간을 연장시킨다면 이론상 인간은 젊음을 유지하며 장수를 누릴 수 있다.

놀랍게도 이미 인체에는 이런 작용을 하는 세포의 보디가드가 존재한다. 텔로머라아제라는 효소가 그것이다.
이 효소는 새 텔로미어 DNA를 합성, 짧아진 텔로미어에 이어 붙여 세포 수명을 늘리고 기능 저하를 지연시켜준다.

하지만 얻는 게 있으면 잃는 것도 있다고 했던가.
대다수 텔로머라아제 유전자는 태아 때 활발히 작용하다가 출생 후 작동을 멈춘다.
그로 인해 텔로미어가 지닌 DNA 염기쌍은 유아 때 약 1만개지만 20대쯤부터 매년 50여개씩 잃어버려 황혼기에는 5,000개 이하가 된다.

황혼기의 5,000개 이하의 텔로미어를 복구할 수 있다면 인간의 기대수명 150세 이상도 실현 가능한 것이다.

이를위해 전세계 다수의 생명공학기업들이 텔로머라아제 작동 스위치를 다시 켤 수 있는 물질의 개발에 박차를 가하고 있다.
미국 네바다주 리노 소재 시에라사이언스도 그중 하나다.
이 회사의 설립자는 1990년대에 유명 생명공학기업 제론에서 연구자로 근무하며 인간 텔로머라아제 유전자를 최초로 찾아낸 빌 앤드루스 박사. 그는 12년간의 연구 끝에 40여종의 텔로머라아제 활성화 화합물을 발견, 신약 개발 가능성을 타진 중이다.

텔로머라아제 활성화 신약을 통해 시에라사이언스가 이루려는 목표는 당연히 수명 연장이다.
그것도 기대수명 150년을 궁극적 지향점으로 삼고 있다.
앤드루스 박사는 미국 파퓰러사이언스와의 인터뷰에서 "흡연∙비만 등 다른 노화 촉진요인이 없다면 텔로머라아제 활성화로 150세까지
거뜬히 살 수 있을 것"이라고 밝혔다.

그가 한때 몸담았던 제론 역시 관련 연구를 지속하고 있다.

현재 중국 약초인 자운영(紫雲英)에서 천연 텔로머라아제 활성화 물질을 발견, 임상시험을 준비 중인 것으로 알려져 있다.

뉴욕 소재 TA사이언스는 이 물질로 건강보조제 'TA-65'를 개발하기도 했다.

3년간 100명의 고객을 대상으로 한 시제품 테스트 결과 면역력 개선 효과가 발현됐다고 한다.

특히 하버드대 다나파버암연구소 로널드 데피노 박사팀은 지난해 합성 에스트로겐 약물을 이용해 실험용 쥐의 텔로머라아제 생산을 인위적으로 멈췄다가 재개시키는 데 성공, 텔로머라아제 활성화 연구에 새 장을 열었다.

지킬박사와 하이드
네이처에 발표된 이 연구에서 텔로머라아제 분비가 중단된 쥐는 80~90세의 인간과 같은 노쇠 증세를 보였다.
그러나 분비가 재개되자 불과 한 달 만에 세포 조직들은 젊음을 되찾았다.
쥐를 노인으로 만들었다가 청소년으로 되돌린 셈이다.

이처럼 살아 있는 조직의 회춘은 텔로머라아제 활성화로 인간의 안티에이징이 실제 가능할 수 있다는 과학적 증거가 된다.
연구팀은 추가 실험을 거쳐 합성 에스트로겐 약물의 미 식품의약국(FDA) 승인을 위한 임상시험에 나선다는 방침이다.

하지만 모든 약물들이 그렇듯 텔로머라아제도 마법의 불로장생약은 아니다.
학계는 이의 활성화가 지킬박사와 하이드처럼 이중성을 지닐 수 있다고 지적한다.
일례로 텔로머라아제가 암세포 등의 위험한 세포에 공급되면 이들의 생명까지 연장, 질병을 악화시킬 수 있다.
암세포 전 단계인 전암세포의 분열을 촉진, 암세포로 변이시킬 개연성도 제기되고 있다.
또한 텔로머라아제의 활성화를 넘어 어느 시점에, 얼마나 활성화시켜야 하는지도 후속연구를 통해 명확히 해야 할 부분이다.
그렇지 않으면 텔로머라아제가 자칫 독이 될 수도 있다.
이 분야 연구자들도 이 같은 위험성을 인정한다.
다만 역효과보다는 긍정적 효과가 더 많아 암 환자들조차 건강증진 효과를 볼 수 있다고 주장한다.
세포의 염색체 파괴와 재결합을 막아 암 유발 가능성을 낮추고 암과 싸우는 면역세포들의 활동을 강화시킬 수 있다는 이유에서다.

텔로머라아제 효소는 일정량이 우리에게 주어져 있다.
이 텔로머라아제 효소를 얼마만큼 아껴서 사용하느냐가 노화억제에서 가장 중요하다.
심한 운동을 하여도 텔로머라아제 효소는 감소하며 과식을 하여도 텔로머라아제 효소는 감소한다고 한다.

장내 세균총 조합이 선옥균이 우세하면 텔로머라아제 효소의 감소는 억제되지만 장내 세균총 조합이 악옥균이 우세하면
텔로머라아제 효소의 감소는 증가한다.

장내 세균총에 우리의 생노병사의 비밀이 숨어있다.

장내 세균총 복원을 한다면 건강한 삶도 보장될 수 있을 것으로 보고 았다.

장수노인들은 장내 선옥균 조합이 도시인보다 5배 높다고 한다.

장수노인들은 선옥균이 풍부하게 들어간 전통 발효식품 김치 된장 청국장 간장 고추장 젓갈등의 발효식품을 많이 먹는 것으로 밝혀졌으며
발효음식을 많이 먹는 것은 장내 선옥균 총을 건강하게 할 수있다고 한다.

[자료출처]
이엠생명과학연구원


http://m.blog.daum.net/mount4u/16883247
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