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암으로부터 보호하는 코끼리의 좀비 유전자

Zombie gene protects against cancer - in elephants

되살아난 죽은 유전자가 손상된 DNA를 가진 세포들을 파괴한다. 다시 살아난 죽은 유전자인 LIF6이 DNA 손상을 입은 세포들을 죽임으로써 암을 예방한다.

전 세계에서 17%의 사람들이 암으로 죽는 것으로 추정되지만, 약 70년을 살고 잠재적으로 암에 걸린 세포가 사람들보다 약 100배 더 많은 포획된 코끼리는 5% 이하가 암으로 죽는다.

연구자들은 다른 동물들처럼 사람도 주 종양 억제 유전자 p53(master tumor suppressor gene)의 복제를 가진다는 것을 알고 있었다. 이 유전자는 사람과 코끼리가 암의 전구체인 복구되지 않은 DNA 손상을 인식할 수 있게 해준다. 그다음 그것은 손상된 세포들을 죽게 한다.

이번에 발표된 최신 연구는 이 과정에서 두 번째 요소인 죽음에서 돌아온 항암 유전자(anti-cancer gene)를 기술하고 있다.

유전자는 항상 복제한다. 어떤 때는 실수를 해서 기능하지 않는 것으로 알려진 위유전자(pseudogenes)를 만들기도 한다. 이것들은 종종 죽은 유전자로 불린다.

연구자들은 코끼리에서 p53을 연구하는 중 백혈병 억제 인자(leukemia inhibitory factor 6, LIF6)라고 불리는 이전의 위유전자가 새로운 스위치(on-switch)로 진화하는 것을 발견했다. 되살아난 LIF6은 귀중한 작동하는 유전자가 되었다. P53에 의해서 활성화될 때, 그것의 기능은 그 세포를 죽임으로써 손상된 DNA에 반응하는 것이다. LIF6 유전자는 세포의 주요 에너지원인 미토콘드리아로 매우 빠르게 가는 단백질을 만든다. 그 단백질은 미토콘드리아에 구멍을 내서 그 세포가 죽게 한다.

따라서 연구자들은 이것을 좀비라고 불렀다. 이 죽은 유전자가 다시 살아나는 것이다. 손상된 DNA에 의해서 켜지면, 그것은 그 세포를 빠르게 죽인다. 이것은 DNA가 복구될 때 생기는 오류인 유전적인 실수에 반응해서 작동하기 때문에 유익하다. 그 세포를 없애는 것은 그다음의 암을 예방할 수 있다.

코끼리는 여덟 가지의 LIF 유전자를 가지지만 오직 LIF6만이 기능하는 것으로 알려져 있다. 그것이 코끼리와 그 친척들을 오랫동안 도왔던 것으로 보인다.

오늘날의 코끼리의 선조가 작은 마멋(groundhog)-크기로부터 더 커지기 시작한 화석 기록이 나타내는 시기에 그것이 출현한 것으로 보인다. 이것은 약 2,500~3,000만 년 전에 시작됐다. 암을 억제하는 이 보조적인 방법이 엄청난 성장을 가능하게 한 중요한 요소였을지도 모르며 이것이 궁극적으로 현대의 코끼리로 이어졌다.

거대하면 상당히 지속적인 이점이 있다. 예를 들어 쥐와 다람쥐, 마멋과 같은 작은 동물들은 더 큰 동물들에게 먹힌다. 그러나 코끼리나 고래처럼 거대하면, 어떤 동물도 건드리지 않을 것이다. 그러나 단점도 따라온다. 더 큰 동물들은 엄청나게 더 많은 세포를 가지고 더 오래 사는 경향이 있는데 이것은 암을 일으키는 돌연변이가 축적될 더 많은 시간과 기회를 의미한다. 암세포들이 나뉠 때, 그 DNA는 스스로를 복제한다. 그러나 DNA 복제가 원래의 것과 맞지 않기도 한다. 오류가 생기고 복구 과정이 이를 따라잡지 못할 수 있다. 크고 오래 사는 동물들은 성체의 크기에 도달하기 위해서 암세포를 억제하거나 제거하는 강력한 작용기전을 진화시켰을 것이다. 따라서 이 거대한 동물들은 암세포들을 발달시킬 가능성이 높다. 이것은 또한 더 작은 규모에서도 일어난다. 예를 들어 키가 큰 사람들은 평균 키의 사람들보다 여러 종류의 암 발생 정도가 약간 더 높고 키가 작은 사람들은 암에 걸릴 위험이 더 작은 경향이 있다. 그들은 LIF6이 더 큰 몸을 유지해야 하는 요구가 존재하기 전에 되살아났을 것이라고 제시했다. 그것은 작은 동물들이 거대한 동물도 자랄 수 있게 하는 것을 도왔다.

LIF6이 정확히 어떻게 세포사를 유도하는지를 밝히기 위해서 더 많은 연구가 필요하다.

[KOSEN 동향] 암으로부터 보호하는 코끼리의 좀비 유전자