과학자는 노화를 가속화하고 역전시키는 노화 시계를 발견합니다

나t는 13년 동안 만들어졌지만 David Sinclair 박사와 그의 동료들은 마침내 무엇이 노화를 유발하는지에 대한 질문에 답했습니다. 안에 공부하다 1월 12일 발행 셀Harvard Medical School의 Paul F. Glenn 노화 연구 생물학 센터의 공동 책임자이자 유전학 교수인 Sinclair는 세포의 노화 속도를 높이거나 역전시킬 수 있는 획기적인 노화 시계에 대해 설명합니다.

노화를 연구하는 과학자들은 무엇이 세포의 노화 과정을 주도하는지에 대해 토론해 왔으며 주로 시간이 지남에 따라 세포의 정상적인 작동을 엉망으로 만들고 세포 사멸 과정을 촉발할 수 있는 DNA의 돌연변이에 초점을 맞췄습니다. 그러나 그 이론은 노인의 세포가 종종 돌연변이로 가득 차 있지 않다는 사실과 돌연변이 세포에 대한 부담이 더 큰 동물이나 사람이 조숙한 나이.

따라서 Sinclair는 후성유전체라고 하는 게놈의 다른 부분에 초점을 맞췄습니다. 모든 세포는 동일한 DNA 설계도를 가지고 있기 때문에 피부세포를 피부세포로, 뇌세포를 뇌세포로 만드는 것이 후성유전체이다. 유전자가 켜지고 침묵을 유지하도록 다른 세포에 다른 지침을 제공함으로써 이를 수행합니다. 후성유전학 셔츠, 바지 또는 재킷을 만들기 위해 양장점에서 패턴에 의존하는 지침과 비슷합니다. 시작 직물은 동일하지만 패턴에 따라 최종 의류 품목의 모양과 기능이 결정됩니다. 세포의 경우, 후생유전학적 지침은 분화라고 하는 과정에서 다른 물리적 구조와 기능을 가진 세포로 이어집니다.

에서 셀 논문에서 Sinclair와 그의 팀은 쥐를 가속화된 타임라인에서 노화시킬 수 있을 뿐만 아니라 노화의 영향을 역전시키고 동물의 젊음의 생물학적 징후 중 일부를 복원할 수 있다고 보고했습니다. 이러한 가역성은 노화의 주요 동인이 DNA에 대한 돌연변이가 아니라 잘못된 후성유전학적 지침의 오류라는 사실에 대한 강력한 사례를 만듭니다. Sinclair는 노화가 노화 정보 이론(Data Principle of Getting older)이라고 부르는 세포가 계속 기능하는 데 필요한 중요한 지침을 상실한 결과라고 오랫동안 제안했습니다. “기본적인 노화는 단지 손상의 축적이 아니라 세포에서 손실되는 정보입니다.”라고 그는 말합니다. “노화에 대해 생각하는 방식의 패러다임 전환입니다. “

그의 최근 결과는 그 이론을 뒷받침하는 것 같습니다. 소프트웨어 프로그램이 하드웨어에서 작동하는 방식과 유사하지만 때때로 손상되어 재부팅이 필요하다고 Sinclair는 말합니다. “노화의 원인이 세포가 돌연변이로 가득차기 때문이라면, 나이 역전은 불가능할 것입니다.”라고 그는 말합니다. “그러나 노화 과정을 되돌릴 수 있음을 보여줌으로써 시스템이 온전하고 백업 사본이 있으며 소프트웨어를 재부팅해야 한다는 것을 보여줍니다.”

생쥐에서 그와 그의 팀은 세포를 재부팅하여 후생유전학적 지침의 백업 사본을 다시 시작하는 방법을 개발했으며, 본질적으로 세포를 노화로 이끄는 손상된 신호를 삭제했습니다. 그들은 어린 쥐의 DNA에 절단을 도입하여 후성유전체에 대한 노화의 영향을 모방했습니다. (실험실 밖에서 후성 유전적 변화는 흡연, 오염 및 화학 물질에 대한 노출을 포함하여 여러 가지 요인에 의해 유발될 수 있습니다.) 이러한 방식으로 “노화”되면 몇 주 내에 Sinclair는 생쥐가 다음과 같은 징후를 보이기 시작하는 것을 확인했습니다. 노년기 – 회색 털 포함, 변경되지 않은 식단에도 불구하고 체중 감소, 활동 감소, 노쇠 증가.

재부팅은 세포가 스스로를 재프로그래밍하도록 지시하는 세 개의 유전자를 포함하는 유전자 요법의 형태로 이루어졌습니다. 마우스의 경우 명령은 세포가 예를 들어 신장 및 피부 세포로 정체성을 정의하는 후생유전학적 변화를 다시 시작하도록 안내했습니다. , 노화의 영향을 받기 쉬운 두 가지 세포 유형. 이 유전자들은 이른바 Yamanaka 줄기 세포 인자 모음에서 나왔습니다. 노벨 2006년 과학자 Shinya Yamanaka 발견 성체 세포의 시계를 배아 줄기 세포 상태로 되돌려 발달 또는 분화 과정을 다시 시작할 수 있습니다. Sinclair는 세포의 후생유전학 기록을 완전히 지우고 싶지 않았습니다. 후생유전학 지침을 재설정할 수 있을 정도로만 재부팅하면 됩니다. 4가지 요인 중 3가지를 사용하면 시계가 약 57% 되돌아가 쥐가 다시 젊어질 수 있습니다.

“우리는 줄기 세포를 만드는 것이 아니라, 줄기 세포가 정체성을 되찾을 수 있도록 시간을 되돌리는 것입니다.”라고 Sinclair는 말합니다. “저는 그것이 보편적으로 작동한다는 사실에 정말 놀랐습니다. 우리는 앞뒤로 노화할 수 없는 세포 유형을 아직 찾지 못했습니다.”

쥐의 세포를 젊어지게 하는 것은 한 가지이지만, 그 과정이 인간에게도 효과가 있을까요? 이것이 Sinclair의 다음 단계이며 그의 팀은 이미 인간이 아닌 영장류에서 시스템을 테스트하고 있습니다. 연구자들은 재프로그래밍 유전자의 활성화를 항생제인 독시사이클린에 연결하여 시계를 켜고 끌 수 있는 생물학적 스위치를 부착하고 있습니다. 동물에게 독시사이클린을 투여하면 시계가 역전되기 시작하고 약물을 중단하면 그 과정이 중단됩니다. Sinclair는 현재 결합 조직에 기여하는 인간 뉴런, 피부 및 섬유아세포로 시스템을 실험실 테스트하고 있습니다.

2020년에 Sinclair는 생쥐에서 그 과정이 회복된 시력 나이든 동물의 경우; 현재 결과는 시스템이 하나의 조직이나 기관뿐만 아니라 전체 동물에 적용될 수 있음을 보여줍니다. 그는 유전자 요법이 눈 영역에 직접 주입될 수 있기 때문에 안과 질환이 사람들의 노화 반전을 테스트하는 데 사용되는 첫 번째 조건이 될 것으로 예상합니다.

“우리는 노화 뒤에 있는 과정과 노화와 관련된 질병을 돌이킬 수 없는 것으로 생각합니다.”라고 Sinclair는 말합니다. “눈의 경우 새로운 신경을 다시 자라게 해야 한다는 오해가 있습니다. 하지만 경우에 따라 기존 셀이 작동하지 않을 뿐이므로 재부팅하면 정상입니다. 의학에 대해 생각하는 새로운 방식입니다.”

이는 다음과 같은 만성 질환을 포함하여 수많은 질병이 심장 질환 같은 신경퇴행성 질환까지도 알츠하이머– 대부분 노화 과정을 역전시켜 치료할 수 있습니다. 그 일이 일어나기 전에도 그 과정은 이러한 질병을 연구하는 연구원들에게 중요한 새로운 도구가 될 수 있습니다. 대부분의 경우 과학자들은 노화 질병을 모델링하기 위해 어린 동물이나 조직에 의존하는데, 이는 노화 조건을 항상 충실하게 재현하지는 않습니다. 새로운 시스템은 “생쥐를 매우 빠르게 늙게 만듭니다. 예를 들어 인간의 뇌 조직을 70세 노인에게서 찾을 수 있는 것과 동일하게 만들고 그런 방식으로 알츠하이머병을 연구하기 위해 쥐 모델의 조직을 사용할 수 있습니다.”라고 Sinclair는 말했습니다. 말한다.

그 외에도 조직, 기관, 심지어 동물이나 사람 전체를 노화시키고 젊어지게 할 수 있다는 의미는 놀랍습니다. Sinclair는 안구 신경을 여러 번 젊어지게 했습니다. 이는 노화에 대한 시계를 지속적으로 되돌린다는 것이 무엇을 의미하는지 고려하는 생명윤리학자와 사회에 보다 실존적인 질문을 제기합니다.

이 연구는 노화의 의미를 재정의하는 첫 번째 단계일 뿐이며 Sinclair는 이것이 답보다 더 많은 질문을 제기한다는 사실을 처음으로 인정했습니다. “우리는 회춘이 실제로 어떻게 작용하는지 이해하지 못하지만 그것이 작용한다는 것을 압니다.”라고 그는 말합니다. “우리는 그것을 신체의 일부를 젊어지게 하는 데 사용할 수 있고 희망적으로는 혁명적인 약을 만들 수 있습니다. 이제 저는 나이 든 사람을 볼 때 늙은 사람으로 보지 않고 시스템을 재부팅해야 하는 사람으로 봅니다. 회춘이 가능한지 여부가 더 이상 문제가 아니라 시기가 문제입니다.”

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