인간의 유전자 속에 숨겨진 '동면 초능력'이 있을까?

과학자들은 포유류의 동면을 제어하는 유전자 집합을 발견했는데, 인간도 이 유전자 집합을 가지고 있습니다.

초기 연구에 따르면 "동면하는 생물학적 초능력"을 적절히 활용하면 대사 질환과 신경 손상에 대한 새로운 치료법을 개발할 수 있을 것으로 나타났습니다. 사진: AI

많은 포유류에게 있어 동면은 신체가 신진대사를 늦추고, 에너지를 보존하며, 혹독한 환경 조건을 견뎌낼 수 있도록 돕는 특별한 생물학적 상태입니다. 유타 대학교의 유전학 교수인 크리스토퍼 그레그에 따르면, 이 과정을 조절하는 유전자가 뇌 손상 저항성 및 선택적 인슐린 저항성과 같은 "일련의 생물학적 초능력"을 만들어냅니다.

동물이 동면에서 깨어나면 혈액이 뇌로 몰려들는데, 이는 보통 사람에게 뇌졸중을 유발합니다. 하지만 특별한 보호 메커니즘 덕분에 동물의 뇌는 손상되지 않습니다.

또한, 땅다람쥐와 같은 일부 동물은 동면 전에 지방을 저장하기 위해 인슐린 저항성을 발달시킬 수 있지만, 이러한 능력은 자연스럽게 사라집니다.

놀랍게도 인간도 비슷한 유전자 부분을 가지고 있으며, 과학자들은 이러한 메커니즘을 의학적 목적으로 완벽하게 활용할 수 있다고 믿고 있습니다.

실험실 쥐의 획기적인 발견

7월 31일 과학 저널에 발표된 연구에 따르면, 유타대학교(미국)의 연구팀은 인간의 대사 조절, 체질량 및 비만 위험과 관련된 FTO 유전자 클러스터 근처에 위치한 주요 요인을 확인했습니다.

쥐는 동면하지 않지만, 배가 고프면 일시적으로 졸리는 "무감각 상태"에 빠질 수 있는데, 이는 유사한 유전적 메커니즘을 연구하기에 충분한 근거가 됩니다. 유전자 편집 도구인 CRISPR를 이용하여 과학자들은 쥐의 비암호화 조절 DNA 서열(CRE) 5개를 "불능화"하고 다음과 같은 현상을 관찰했습니다.

E1이라는 CRE 부분을 삭제하면 고지방 식단을 섭취한 암컷 쥐의 체중이 상당히 증가했습니다.

E3 단편을 삭제하면 실험 환경에서 쥐의 먹이 탐색 방식이 바뀝니다.

다시 말해, DNA의 작은 부분 몇 개만 수정해도 생쥐의 행동, 신진대사, 그리고 생리적 반응을 변화시키기에 충분했습니다. 이는 유사한 유전자 클러스터를 통해 인간의 신진대사를 변화시킬 가능성을 열어줍니다.

인간에게 '동면'을 유도하는 것이 가능할까?

과학자들은 비슷한 유전적 변화를 인간에게 적용하는 것은 간단하지 않다고 경고합니다.

캘리포니아 대학교 산타크루즈 캠퍼스의 조안나 켈리 교수는 "인간은 쥐처럼 금식을 통해 무기력 상태에 빠질 수 없기 때문에 동일한 메커니즘을 시뮬레이션하는 것은 어렵다"고 말했습니다.

게다가 쥐의 동면 상태가 기아로 인해 발생하는 반면, 곰과 같은 종의 진정한 동면은 일주기 리듬과 호르몬에 의해 발생합니다.

그럼에도 불구하고, 이 연구는 새로운 치료법의 토대를 마련합니다. 장기적으로 Gregg는 인간의 "동면 유전자 허브"를 조절하여 환자를 실제로 동면 상태로 만들지 않고도 신경 보호와 대사 안정성을 제공하는 약물을 개발하고자 합니다.

미래 의학의 전망

동면과 관련된 유전자의 발견은 생물학 분야에서 큰 진전일 뿐만 아니라 현대 의학에 응용할 수 있는 엄청난 잠재력을 열어주었습니다.

이러한 유전자가 어떻게 작동하는지, 특히 동물의 신진대사를 조절하고, 에너지를 보존하고, 동면 중에 신체를 보호하는 데 어떻게 도움이 되는지 이해할 수 있다면, 이를 사용하여 인간을 위한 새로운 치료법을 개발할 가능성이 매우 높습니다.

과학자들은 동면하는 동물의 조절된 인슐린 저항 메커니즘 덕분에 비만과 2형 당뇨병을 다루는 더 효과적인 방법을 찾을 수 있기를 바라고 있습니다.

동물이 뇌로의 혈액 급증을 손상 없이 "생존"할 수 있다는 사실은 뇌졸중과 같은 신경 손상을 예방하는 방법을 개발하는 데 중요한 의미를 갖습니다.

또한, 심각한 외상을 입었을 때나 긴 우주 여행 중에 사람을 낮은 대사 상태(최대 절전 모드와 유사)로 만들어 수명을 연장할 수 있어 우주 의학과 중환자 치료에도 응용될 수 있습니다.

앞으로 많은 과제가 남아 있지만, 이 연구는 인간이 자신의 유전자를 활용해 건강과 삶을 개선할 수 있는 완전히 새로운 방향을 열었습니다.

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민하이

출처: https://tuoitre.vn/con-nguoi-co-sieu-nang-luc-ngu-dong-tiem-an-trong-gene-20250805211824781.htm