KAIST, RNA 조절로 노화 늦춘다···장수 유도 핵심 밝혀

• KAIST, 연세대·생명연과 ‘PELOTA 단백질’ 연구

국내 연구진이 리보솜 품질 관리 인자인 PELOTA 단백질이 세포의 노화를 늦추고 수명을 연장하는 핵심 조절자임을 밝혀냈다. 한국과학기술원(KAIST) 이승재 교수 연구팀은 연세대학교 서진수 교수팀, 한국생명공학연구원 이광표 박사팀과 공동으로 이 같은 성과를 확인했으며, 연구 결과는 국제학술지 PNAS에 8월 4일 게재됐다.

이번 연구의 출발점은 mRNA에 대한 새로운 시각이다. 그동안 mRNA는 DNA의 유전정보를 단백질로 옮기는 단순한 전달자로만 여겨졌다. 수명이 짧고 불안정하기 때문에 오랫동안 직접 연구하기 어려웠고, 역할 역시 단순히 단백질 합성의 중간 단계로 인식됐다. 하지만 연구진은 mRNA가 잘못 만들어질 경우 세포에 독성이 될 수 있으며, 이를 정리하는 품질 관리 과정이 노화와 직결된다는 점에 주목했다.

연구진은 예쁜꼬마선충 실험을 통해 PELOTA 단백질이 이 품질 관리의 핵심임을 증명했다. 정상 개체에서 PELOTA를 과발현하면 수명이 늘어났고, 반대로 이를 억제하면 수명이 단축됐다. 이는 세포가 불량 mRNA를 제거하지 못하면 단백질 합성 과정이 꼬이고 세포 기능이 무너져 노화가 빨라진다는 사실을 뒷받침한다.

또 하나의 중요한 발견은 PELOTA 단백질이 세포 내 주요 조절 시스템과 연결돼 있다는 점이다. 세포는 항상 에너지 상태와 영양 신호를 감지하며, 이를 바탕으로 성장과 대사, 단백질 합성, 세포 청소 작업을 조율한다. 이 과정의 중심이 mTOR 신호 전달계와 자가포식 경로다. 연구진은 PELOTA가 이 두 경로를 동시에 조절한다는 사실을 확인했다.

PELOTA가 부족하면 mTOR가 과도하게 활성화돼 세포 성장 신호만 남고, 손상된 성분을 재활용하는 자가포식 기능은 억제된다. 결국 세포 내 쓰레기가 쌓이고 기능은 떨어지며 노화가 촉진된다. 반대로 PELOTA가 충분히 작동하면 mTOR가 억제되고 자가포식이 활성화돼 세포가 균형을 되찾고 수명도 연장됐다.

이번 연구는 단백질과 DNA 수준의 품질 관리가 노화와 관련 있다는 기존 지식에 더해, RNA 품질 관리가 장수와 직결되는 핵심축이라는 사실을 처음으로 분자적 증거와 함께 제시했다. 더 나아가 PELOTA 결손이 근육 노화와 알츠하이머병 같은 퇴행성 질환에도 연관될 수 있음을 보여주며 임상적 함의까지 제시했다.

이승재 교수는 “비정상 RNA를 제거하는 과정이 단순한 품질 관리가 아니라 수명을 결정짓는 중요한 메커니즘임을 확인했다”며 “RNA 연구가 노화와 질병 이해에 새로운 전환점을 열 수 있을 것”이라고 말했다.

김지윤 기자/ hello@sciencewave.kr