기초과학연구원(IBS, 원장 김두철) 식물노화․수명연구단(단장 남홍길)이 미국 프린스턴대학 연구진과 공동으로 예쁜꼬마선충^*의 노화에 따른 운동성 저하를 측정해 남은 건강수명을 예측하는 유용한 지표를 개발했다.
순간최고운동속도^** 감소를 이용해 노화에 따른 신체기능 쇠퇴를 평가하는 방식으로 남은 수명에 대한 신뢰성 있는 정보를 제공, 건강한 노화에 관여하는 유전자 발굴에 기여할 것으로 기대된다.

＊ 예쁜꼬마선충(C. elegans) : 몸길이 1mm 정도의 선충류. 세포 수가 1,000여개로 적고 생애주기가 짧아 실험에 용이하다. 사람과 유전정보적 특성이 유사해 노화, 발생, 신경질환 연구에 많이 활용된다.
** 순간최고운동속도(Maximum Velocity, MV) : 특정주기에 있는 예쁜꼬마선충의 움직임을 일정 온도와 습도 조건에서 CCD 카메라를 이용해 매 24시간마다 30초간 초당 30 프레임의 속도로 촬영, 가장 빠른 속도를 추출한 것

연구진은 선충의 순간최고운동속도가 성체가 된 후 6일째부터 예외 없이 느려지는 것을 관찰하여, 순간최고운동속도가 노화에 따른 신체기능 저하의 지표가 될 수 있음을 확인했다.
선충의 순간최고운동속도는 노화가 진행되면서 일정 수치를 유지하다가 한 번 일정 수치 이하로 떨어지면 다시 회복하지 못했다. 마치 탄성을 잃어버린 용수철처럼 운동능력이 감소하는 것이다.
특히 9일째 순간최고운동속도가 남은 수명을 예측할 수 있는 신뢰성 있는 지표가 될 수 있는 것으로 파악됐다. 9일째 순간최고운동속도가 빠른 그룹(초당 0.22 밀리미터 이상 이동)과 그보다 느린 그룹의 평균 수명이 각각 약 23일과 17일 가량으로 35% 가량 차이를 보였기 때문이다.

특히 순간최고운동속도는 평균이동속도나 인두 부분의 움직임 횟수 같은 기존 운동성 지표보다 수명과의 연관성이 더 높은 것으로 나타났다.
주변 환경의 영향을 배제할 수 있어 선충의 고유한 유전적 운동능력 평가에 더 적합하기 때문이라는 설명이다.

한편 일반 선충 보다 장수하는 돌연변이(인슐린 수용체(DAF-2) 제거)가 노화가 진행됨에도 불구, 순간최고운동속도가 일정 수준으로 유지되는 것을 관찰했다. 이를 통해 단순한 수명연장이 아닌 건강수명(healthspan, 신체적으로 건강하게 살아가는 기간) 연장 효과를 확인했다.
남홍길 단장(DGIST 뉴 바이올로지 전공 펠로 교수)은 “건강한 수명 연장을 가능케 하는 인슐린 신호전달 체계는 예쁜꼬마선충부터 인간에 이르기까지 진화적으로 잘 보존되어 있어 향후 사람의 건강한 노화를 위한 연구에 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구는 식물노화·수명연구단 연구팀이 프린스턴대 콜린 머피(Coleen T. Murphy) 박사 등 연구팀과 공동으로 수행했으며 연구 결과는 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF 11.47) 11월 20일자 온라인판에 게재되었다.

▲ 선충의 운동능력 측정방법

▲ 예쁜꼬마선충의 순간최고운동속도와 수명 관계도

▲ 인슐린 신호체계에 의한 건강수명(health span)의 조절 양상