영원한 젊음의 분자 28.05.2015

우리는 기억 단백질, 영원한 젊음을 위한 유전자, 암세포를 즉석에서 죽이는 분자를 발견한다는 이야기를 너무 자주 듣습니다. 그래서 아주 가까운 장래에 모든 사람이 건강하게 오래 살 것처럼 보일 수도 있습니다. 그러나 과학이 주도하는 인류의 발전은 여전히 ​​우리가 기대하는 것보다 더디게 발전하고 있습니다. 기대치가 높은 이유 중 하나는 실험 연구의 그림자 측면이 인기 있는 과학 텍스트에서 거의 나타나지 않기 때문입니다. 다른 실험실에서 다시 확인하기를 원하는 결과에 대한 모든 종류의 개선 및 반박입니다. 비유적으로 말하자면, 일반 대중은 무너지는 가설과 이론의 요란하고 딱딱거리는 소리를 듣지 못합니다.

대표적인 예가 조직 분화 인자 11(GDF-11)이라는 단백질의 최근 역사입니다. 얼마 전 그는 또 다른 분자 "회춘의 사과"가 되었습니다. 실험에 따르면 그가 나이와 관련된 변화를 되돌릴 수 있음이 나타났습니다. 우리는 젊고 늙은 쥐 두 마리의 순환계를 결합했을 때 놀라운 경험에서 이것을 발견했습니다. 젊은 피가 심장 근육에 유익한 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 나이가 들어감에 따라 심장벽이 두꺼워져 기능에 좋지 않은 영향을 미치고 반대로 젊은 혈액은 심장 근육의 벽을 얇아지게 합니다. 그들은 여기에서 어떤 종류의 분자가 역할을 할 수 있는지 알아내려고 했을 때 13개의 잠재적 후보를 찾았고 그 중 GDF-11을 찾았습니다. 그들은 그것을 확인했습니다. 그리고 그것은 그 자체로 심장 근육에 회춘 효과가 있음이 밝혀졌습니다.

또한 GDF-11은 늙은 쥐의 뇌에서 신경 발생과 혈관 발달을 자극하고 정상 골격근의 기능 회복에도 기여했습니다. 그림이 극도로 모순되는 것으로 판명되었기 때문에 얻은 ​​데이터는 많은 사람들을 혼란스럽게 했습니다. 한편, GDF-11은 어린 동물에서 높고 늙은 동물에서 매우 낮은 것으로 알려져 있습니다. 반면에 척수에서 후각수용체와 후각수용체의 형성을 조절한다는 사실만이 그 기능에 대해 오랫동안 알려져 왔다. 그리고 마지막으로 가장 중요한 것은 2009년에 David Glass(David Glass)가 생물의학 연구소(Institute for Biomedical Research)의 동료들과 함께 동일한 GDF-11이 근육 성장을 억제한다는 것을 발견했다는 것입니다. 그런 다음 그들은 이것에 놀라지 않았습니다. 근육 분화를 억제하는 미오스타틴 단백질과 유사하기 때문에 GDF-11에서 거의 동일할 것으로 예상했습니다. 나는 나중에 다른 사람들의 실험에서 절대적으로 반대되는 속성을 나타내는 것으로 밝혀졌을 때 놀랐습니다.

그리고 GDF-11의 속성은 다시 한 번 확인하기로 결정했습니다. 우리가 알아낸 첫 번째 사실은 지금까지 너무 구체적이지 않은 방법으로 분석되었다는 것입니다. 미오스타틴과 유사하다고 합니다. 이전에 사용된 면역학적 방법은 GDF-11 단량체를 이량체와 구별하지 못했으며(그리고 분자의 "고정"은 단백질 기능에 매우 강하게 영향을 미칠 수 있음) 때로는 미오스타틴도 압수되었습니다. 보다 정확한 분석 방법을 개발함으로써 연구자들은 단백질 수준이 나이에 따라 어떻게 변하는지 테스트했습니다. 생쥐의 경우 일반적으로 그 수준이 너무 낮아 신뢰할 수 없었지만 쥐와 인간의 경우 상당히 높았으며 나이가 들어감에 따라 GDF-11의 양이 확실히 감소하지 않고 증가하는 것으로 나타났습니다. 노령 동물에게 투여했을 때 근육 재생이 일어나지 않았습니다. 더욱이, 근육은 손상 후 더 천천히 회복됩니다. 이는 GDF-11이 재생을 자극하기보다는 억제한다는 사실을 받아들인다면 논리적입니다. 실험의 전체 결과는 Cell Metabolism 저널에 게재되었습니다.

어떻게 같은 분자가 다른 손에서 그렇게 다르게 행동할 수 있습니까? 명백한 대답은 일부 연구 그룹이 잘못된 결과를 얻었다는 것입니다. 그러나 둘 다 옳을 가능성이 있습니다. 그래서 하버드의 에이미 웨이저스(Amy Wagers)는 젊은이와 노인의 혈액으로 작업을 수행한 지도력 하에(그 후 모두가 GDF-11에 대해 회춘 요소에 대해 이야기하기 시작했습니다) 다양한 형태의 단백질에 관한 것이라고 말합니다. 형태는 여전히 나이가 들면서 감소합니다. 또한 Wagers 그룹과 Glass 그룹은 근육을 손상시키기 위해 서로 다른 방법을 사용했습니다. 그리고 GDF-11의 재생 효과는 손상의 원인에 따라 달라질 수 있습니다. 마지막으로 어떤 의미에서는 두 작품 모두 근육 기능을 유지하는 데 필요한 최적의 단백질 수준에 대해 이야기하고 있기 때문에 두 작품 사이에 모순이 없습니다. 일부 저자는 이 수준을 낮추어서는 안 된다고 밝혔고 다른 저자는 이 수준을 높이면 안 된다고 밝혔습니다. 그리고 마지막으로, 젊은 혈액의 회춘 효과가 반드시 GDF-11 때문에만 일어나는 것은 아닙니다. "사과를 회춘시키는" 후보를 13개까지 세었습니다.