박쥐는 왜 암에 걸리지 않을까
- 건강의학 / 문광주 기자 / 2023-09-28 11:11:23
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- 유전적 적응은 동물에게 보다 효과적인 면역 체계를 제공
- 인간보다 더 효과적인 바이러스 센서와 면역 세포 지녀
- 암과의 싸움과 관련된 거의 50개의 유전자도 가지고 있다.
- 암치료와 위험한 바이러스가 인간에게 퍼지는 것을 방지하는 데도 사용될 수 있다
박쥐는 여러 면에서 특별하다. 그들은 날 수 있고, 반향정위 덕분에 완전한 어둠 속에서도 볼 수 있고, 질병에 대한 저항력이 매우 강한 유일한 포유류다. 후자는 암으로부터 보호하고 위험한 바이러스에 의한 감염이 거의 증상이 없도록 하는 강력한 면역 체계 덕분이다. 그러나 유감스럽게도 Ebola, Marburg 또는 SARS-CoV-2와 같은 수많은 위험한 바이러스가 이미 박쥐 몸에서 발생하여 우리에게 뛰어들 수 있었기 때문이다.
박쥐 왕국의 유전자 검사
박쥐의 면역 체계가 그토록 탄력적인 이유는 무엇일까? 그 비밀을 풀기 위해 뉴욕 콜드 스프링 하버 연구소(Cold Spring Harbor Laboratory)의 아민 쉐벤(Armin Scheben)이 이끄는 연구자들은 이제 일부 박쥐 종의 유전 코드를 면밀히 조사했다. 이를 위해 그들은 자메이카과일박쥐(Artibeus jamaicensis)와 중앙아메리카콧수염박쥐(Pteronotus mesoamericanus)의 게놈을 해독하고 이를 다른 13종은 물론 인간과 개 등 다른 포유류의 게놈과 비교했다.
또한 연구자들은 박쥐의 유전적 가계도를 현재 모든 과의 마지막 조상까지 추적했다. 이러한 방식으로 그들은 현대 박쥐 사이의 유전적 유사성의 기원과 그 이후로 각 종이 어떤 개별 경로를 취했는지 확인할 수 있었다.
내장된 암 보호
결과:
Scheben과 그의 팀이 보고한 바와 같이, 진화 과정에서 박쥐는 항바이러스 및 종양 억제 유전자를 포함하는 광범위한 DNA 부분을 개발했다. 무엇보다도 그들은 박쥐 DNA에서 DNA 복구 단백질과 연결된 6개의 유전적 적응과 암 퇴치와 관련된 단백질에 대한 46개의 적응을 발견했다.
연구진에 따르면 이러한 발견은 왜 박쥐가 암에 잘 견디고 오래 사는지에 대한 가능한 설명을 제공할 수 있다고 한다. 박쥐의 강력한 면역체계는 또한 유전암호의 특성에 기인한다. 무엇보다도 Scheben과 그의 동료들은 박쥐 DNA에서 소위 Toll 유사 수용체(줄여서 TLR)에 대한 구축 지침이 담긴 광범위한 아카이브를 발견했다. 이는 바이러스와 박테리아의 표면 구조를 인식하여 초기 단계에서 면역체계에 경고를 줄 수 있다.
면역체계는 특이한 방식으로 작동한다.
박쥐의 면역체계도 포유류에게는 흔하지 않은 전략으로 전쟁에 돌입한다. 우리 인간은 감염 시 열과 염증이 발생하지만 Scheben과 그의 동료들이 설명하는 것처럼 박쥐의 염증 활동은 크게 약화된다. 이는 박쥐가 우리만큼 질병의 증상을 강하게 느끼지 않는다는 것을 의미한다.
그러나 염증 반응은 일반적으로 감염과 싸우는 데 매우 유용하기 때문에 이는 새로운 질문을 제기한다. 무엇보다도 혈관이 확장되고 더 많은 면역 세포가 유입될 수 있도록 보장한다. 따라서 큰 염증이 없으면 박쥐의 현장에는 "싸울 준비가 된" 면역 세포가 더 적다. 동일하거나 더 나은 보호 효과를 얻으려면 개별 면역 세포가 훨씬 더 강력해야 한다.
더욱 효과적인 면역 전달자
연구자들은 “오메가 인터페론을 통한 강화된 항바이러스 반응이 박쥐의 전반적으로 약화된 염증 반응을 보상하는 데 도움이 될 수 있다”고 설명했다. 오메가 인터페론은 사이토카인이므로 감염 시 면역 방어에 중요한 비특이적 면역 전달자다. 무엇보다도 바이러스 복제를 억제하고 면역 세포를 활성화한다.
그러나 오메가 인터페론의 생산은 흔하지 않다. 왜냐하면 우리 인간과 다른 많은 포유류는 감염되었을 때 알파 인터페론의 양이 증가하기 때문이다. Scheben과 그의 동료들이 보고한 바와 같이, 이러한 전달 물질은 박쥐의 면역 체계에서 매우 미미한 역할을 하며(아마도 그 효과가 약하기 때문일 수 있음), 심지어 두 종은 형성과 관련된 모든 유전자를 잃어버리기까지 했다.
면역 강화제로서의 날개
그런데 박쥐가 감염과 암에 그토록 효과적으로 싸울 수 있는 이유는 무엇일까? 대답은 Scheben과 그의 팀이 설명하는 것처럼 매우 활동적인 신진대사에 있다. 박쥐가 공중으로 솟아오르려면 이것이 필요하다. 그러나 이는 또한 파괴적인 라디칼과 염증을 유발하는 폐기물에 더 취약하게 만든다.
이것이 지속적으로 세포 손상과 염증을 일으키지 않도록 박쥐의 면역 체계는 고도로 규제된다. 바람직한 부작용으로 이러한 보호 메커니즘은 병원체와 종양에 대해서도 효과적으로 작용한다. 이것이 바로 박쥐가 위험한 바이러스에서도 살아남을 수 있고 암에 대한 감수성이 극도로 낮은 이유다.
새로운 암 치료법이 도출될 수 있는가?
연구팀에 따르면 박쥐의 강력한 면역 체계에 대한 발견은 우리 인간에게도 도움이 될 수 있다고 한다. Scheben은 “이러한 연구는 박쥐의 독특한 생물학에 대한 연구를 노화와 인간의 암과 같은 질병을 이해하고 치료하는 데 필요한 통찰력으로 전환하는 첫 번째 단계다”고 말했다.
동시에, 새로운 발견은 위험한 바이러스가 인간에게 퍼지는 것을 방지하는 데도 사용될 수 있다.
(Genome Biology and Evolution, 2023; doi: 10.1093/gbe/evad148)
출처: Oxford University Press USA, Genome Biology and Evolution
- 유전적 적응은 동물에게 보다 효과적인 면역 체계를 제공
- 인간보다 더 효과적인 바이러스 센서와 면역 세포 지녀
- 암과의 싸움과 관련된 거의 50개의 유전자도 가지고 있다.
- 암치료와 위험한 바이러스가 인간에게 퍼지는 것을 방지하는 데도 사용될 수 있다
박쥐가 암에 면역이 되는 이유
유전적 적응은 동물에게 보다 효과적인 면역 체계를 제공한다
박쥐가 강력한 면역 체계를 통해 위험한 바이러스와 심지어 암까지 예방할 수 있다는 사실은 일부 유전적 특성에 기인한다. 최근 연구에 따르면 동물은 무엇보다도 인간보다 더 효과적인 바이러스 센서와 면역 세포를 가지고 있으며 암과의 싸움과 관련된 거의 50개의 유전자도 가지고 있다. 이제 이러한 특별한 특징을 바탕으로 사람들을 위한 새로운 치료 방법이 개발될 수 있다.
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| ▲ 박쥐는 강력한 면역 체계를 가지고 있지만 어떻게 작동할까? © Brock and Sherri Fenton/ Genome Biology and Evolution |
박쥐는 여러 면에서 특별하다. 그들은 날 수 있고, 반향정위 덕분에 완전한 어둠 속에서도 볼 수 있고, 질병에 대한 저항력이 매우 강한 유일한 포유류다. 후자는 암으로부터 보호하고 위험한 바이러스에 의한 감염이 거의 증상이 없도록 하는 강력한 면역 체계 덕분이다. 그러나 유감스럽게도 Ebola, Marburg 또는 SARS-CoV-2와 같은 수많은 위험한 바이러스가 이미 박쥐 몸에서 발생하여 우리에게 뛰어들 수 있었기 때문이다.
박쥐 왕국의 유전자 검사
박쥐의 면역 체계가 그토록 탄력적인 이유는 무엇일까? 그 비밀을 풀기 위해 뉴욕 콜드 스프링 하버 연구소(Cold Spring Harbor Laboratory)의 아민 쉐벤(Armin Scheben)이 이끄는 연구자들은 이제 일부 박쥐 종의 유전 코드를 면밀히 조사했다. 이를 위해 그들은 자메이카과일박쥐(Artibeus jamaicensis)와 중앙아메리카콧수염박쥐(Pteronotus mesoamericanus)의 게놈을 해독하고 이를 다른 13종은 물론 인간과 개 등 다른 포유류의 게놈과 비교했다.
또한 연구자들은 박쥐의 유전적 가계도를 현재 모든 과의 마지막 조상까지 추적했다. 이러한 방식으로 그들은 현대 박쥐 사이의 유전적 유사성의 기원과 그 이후로 각 종이 어떤 개별 경로를 취했는지 확인할 수 있었다.
내장된 암 보호
결과:
Scheben과 그의 팀이 보고한 바와 같이, 진화 과정에서 박쥐는 항바이러스 및 종양 억제 유전자를 포함하는 광범위한 DNA 부분을 개발했다. 무엇보다도 그들은 박쥐 DNA에서 DNA 복구 단백질과 연결된 6개의 유전적 적응과 암 퇴치와 관련된 단백질에 대한 46개의 적응을 발견했다.
연구진에 따르면 이러한 발견은 왜 박쥐가 암에 잘 견디고 오래 사는지에 대한 가능한 설명을 제공할 수 있다고 한다. 박쥐의 강력한 면역체계는 또한 유전암호의 특성에 기인한다. 무엇보다도 Scheben과 그의 동료들은 박쥐 DNA에서 소위 Toll 유사 수용체(줄여서 TLR)에 대한 구축 지침이 담긴 광범위한 아카이브를 발견했다. 이는 바이러스와 박테리아의 표면 구조를 인식하여 초기 단계에서 면역체계에 경고를 줄 수 있다.
면역체계는 특이한 방식으로 작동한다.
박쥐의 면역체계도 포유류에게는 흔하지 않은 전략으로 전쟁에 돌입한다. 우리 인간은 감염 시 열과 염증이 발생하지만 Scheben과 그의 동료들이 설명하는 것처럼 박쥐의 염증 활동은 크게 약화된다. 이는 박쥐가 우리만큼 질병의 증상을 강하게 느끼지 않는다는 것을 의미한다.
그러나 염증 반응은 일반적으로 감염과 싸우는 데 매우 유용하기 때문에 이는 새로운 질문을 제기한다. 무엇보다도 혈관이 확장되고 더 많은 면역 세포가 유입될 수 있도록 보장한다. 따라서 큰 염증이 없으면 박쥐의 현장에는 "싸울 준비가 된" 면역 세포가 더 적다. 동일하거나 더 나은 보호 효과를 얻으려면 개별 면역 세포가 훨씬 더 강력해야 한다.
더욱 효과적인 면역 전달자
연구자들은 “오메가 인터페론을 통한 강화된 항바이러스 반응이 박쥐의 전반적으로 약화된 염증 반응을 보상하는 데 도움이 될 수 있다”고 설명했다. 오메가 인터페론은 사이토카인이므로 감염 시 면역 방어에 중요한 비특이적 면역 전달자다. 무엇보다도 바이러스 복제를 억제하고 면역 세포를 활성화한다.
그러나 오메가 인터페론의 생산은 흔하지 않다. 왜냐하면 우리 인간과 다른 많은 포유류는 감염되었을 때 알파 인터페론의 양이 증가하기 때문이다. Scheben과 그의 동료들이 보고한 바와 같이, 이러한 전달 물질은 박쥐의 면역 체계에서 매우 미미한 역할을 하며(아마도 그 효과가 약하기 때문일 수 있음), 심지어 두 종은 형성과 관련된 모든 유전자를 잃어버리기까지 했다.
면역 강화제로서의 날개
그런데 박쥐가 감염과 암에 그토록 효과적으로 싸울 수 있는 이유는 무엇일까? 대답은 Scheben과 그의 팀이 설명하는 것처럼 매우 활동적인 신진대사에 있다. 박쥐가 공중으로 솟아오르려면 이것이 필요하다. 그러나 이는 또한 파괴적인 라디칼과 염증을 유발하는 폐기물에 더 취약하게 만든다.
이것이 지속적으로 세포 손상과 염증을 일으키지 않도록 박쥐의 면역 체계는 고도로 규제된다. 바람직한 부작용으로 이러한 보호 메커니즘은 병원체와 종양에 대해서도 효과적으로 작용한다. 이것이 바로 박쥐가 위험한 바이러스에서도 살아남을 수 있고 암에 대한 감수성이 극도로 낮은 이유다.
새로운 암 치료법이 도출될 수 있는가?
연구팀에 따르면 박쥐의 강력한 면역 체계에 대한 발견은 우리 인간에게도 도움이 될 수 있다고 한다. Scheben은 “이러한 연구는 박쥐의 독특한 생물학에 대한 연구를 노화와 인간의 암과 같은 질병을 이해하고 치료하는 데 필요한 통찰력으로 전환하는 첫 번째 단계다”고 말했다.
동시에, 새로운 발견은 위험한 바이러스가 인간에게 퍼지는 것을 방지하는 데도 사용될 수 있다.
(Genome Biology and Evolution, 2023; doi: 10.1093/gbe/evad148)
출처: Oxford University Press USA, Genome Biology and Evolution
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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