장수 유전자, 시르투인 유전자의 작용 원리

시르투인 유전자는 섭취 열량을 제한하면 발현되는 장수유전자다. 실험을 통해 그 원리를 자세히 알아보자. 가렌티 박사의 연구팀은 열량 제한이 시르투인 유전자의 발현에 어떤 영향을 미치는지를 조사했다. 효모를 두 그룹으로 나누고 한쪽에만 먹이(포도당)의 양을 줄여 섭취 열량을 75%까지 제한했다. 그 결과 열량을 적게 섭취한 그룹이 더 오래 살았다. 

결과를 분석해보니 열량을 적게 섭취한 그룹은 그렇지 않은 그룹에 비해 NAD라는 조효소의 양이 훨씬 더 많았다. NAD란 ‘Nicotinamide Adenine Dinucleotide’의 약자다. 이름은 길지만 간단히 말해 세포의 에너지 대사 과정에서 중요한 역할을 하는 조효소다. NAD는 탄수화물, 지방, 단백질의 분해 반응에 작용한다. 

섭취 열량을 제한하면 미토콘드리아 내에 NAD가 많이 생성되고 이로 인해 시르투인 유전자의 활동이 증가한다. 가렌티 박사는 NAD가 없는 시르투인 유전자를 ‘양복 차림의 슈퍼맨’에 비유했다. 미토콘드리아 내에 NAD가 증가해야 비로소 슈퍼맨이 될 수 있기 때문이다. 요즘 슈퍼맨보다 더 유명한 스파이더맨에게는 NAD가 거미의 파워에 해당한다.

인체에서 NAD는 니아신(비타민B3)을 원료로 간에서 만들어져 간에 저장된다. 니아신이 결핍되면 구내염이나 피부 염증, 식욕부진, 체력 저하 등이 나타나기 쉽다. 최근에는 니아신 보충제를 복용하면 당뇨병이나 고지혈증, 동맥경화증을 예방하는 데 도움이 된다고 알려져 있다. 또 혈중 콜레스테롤이 낮아지고 심혈관계 질환이 감소한다고 보고된 적도 있다.

이런 질병 예방 효과는 니아신 자체에서 비롯된 것이 아니라 실제로는 니아신이 미토콘드리아 내에서 NAD의 생성량을 늘려 시르투인 유전자를 활성화했기 때문에 나타난 결과로 추측되고 있다. 더구나 항노화 의학자들도 잎새버섯이나 대구알, 가다랑어 등에 풍부한 니아신에 주목해 이런 식품들을 평소에 적극적으로 섭취하라고 권한다. 

이를 종합하면 ‘섭취 열량 제한 → 미토콘드리아 내 NAD 생성량 증가 → 시르투인 유전자 활성화 → 장수’라는 일련의 과정이 명확해진다.

--[자세한 사항은 아래의 단행본에서]

출처: <장수유전자 생존전략> (전나무숲 출판사)

● 지은이 _  쓰보타 가즈오

게이오기주쿠대학 의학부 안과 교수로 일본항노화의학회 부이사장, 잡지 〈안티에이징 의학〉 편집장으로도 활동하고 있다. 1955년 도쿄에서 태어났다. 1980년에 게이오기주쿠대학 의학부를 졸업하고 일본과 미국에서 의사면허를 취득했다. 1985년부터 미국 하버드대학에 유학하여 2년 뒤 각막전임의(clinical fellow) 과정을 수료했다. 2001년에는 몇몇 뜻 있는 의사와 함께 일본항노화의학회를 설립했다. 또한 세계 최초로 iPS 세포를 만들어 2012년 노벨 생리의학상을 수상한 야마나카 신야(山中伸彌) 교수와의 공동 연구 등을 통해 안과 분야에 생명공학의 첨단 기술을 응용하고자 애쓰고 있다. 저서로 《불가능을 극복하는 시력 재생의 과학》, 《늙지 않는 생활법》, 《기분 좋게 생활하면 10년 오래 산다》 등이 있다.

● 감수 _ 오창규

연세대학교 생물학과를 졸업한 후 독일Friedrich-Alexander-University(Erlangen)에서 생화학 전공으로 석사과정을 마쳤으며, 독일 Georg-August-University (G?ttingen)에서 분자유전학 전공으로 박사학위를 취득하였다. 이후 (주)마크로젠과 (주)녹십자에서 바이오산업에 종사하였으며, 현재 (주)앰브로시아와 포휴먼텍(주)의 대표로서 유전자가위를 이용한 게놈 엔지니어링 기반의 생명공학 사업에 도전하고 있다.