노화를 일으키는 모든 원인을 치료하면 인간은 얼마나 오래 살 수 있을까. 완벽한 항노화 치료가 개발되더라도 세포에 쌓이는 DNA 돌연변이 때문에 영원히 살 수는 없다는 연구 결과가 나왔다. 모든 노화 요인을 없애고 체세포 돌연변이만 남았다고 가정했을 때 인간의 중위수명은 146~194세로 추정됐다.
중위수명은 한 집단의 절반이 사망하고 절반이 살아 있는 시점의 나이를 말한다. 예를 들어 중위수명이 156세라면, 연구 모형상 사람들의 50%가 156세 이전에 사망하고 나머지 50%는 156세 이후까지 산다는 뜻으로, 모든 사람이 156세까지 산다는 의미는 아니다.
러시아 스콜코보과학기술연구소의 예브게니 에피모프, 블라드 페도토프 등 교수팀은 체세포 돌연변이가 인간의 수명을 얼마나 제한하는지 수학적 모형으로 분석한 결과 이같이 나타났다고 국제학술지《npj 에이징(npj Aging)》에 발표했다.
체세포 돌연변이는 살아가는 동안 신체 세포의 DNA에 생기는 무작위 변화다. 부모에게서 물려받아 다음 세대로 전달되는 생식세포 돌연변이와 달리 나이가 들수록 몸 안에 축적된다. 세포는 DNA 오류를 찾아 고치지만 모든 오류를 완벽하게 복구하지는 못한다. 대부분은 별다른 문제를 일으키지 않지만 일부는 세포 기능을 떨어뜨리거나 암과 노화 관련 질환에 영향을 줄 수 있다.
연구진은 여러 노화 요인을 단계적으로 모형에 반영하는 다단계 수학적 분석법을 개발했다. 이어 미토콘드리아 기능 이상, 단백질 항상성 상실, 텔로미어 단축, 후성유전학적 변화 등 다른 노화 기전을 모두 제거하고 체세포 돌연변이만 남았다고 가정했다. 이를 바탕으로 돌연변이가 조직의 세포를 서서히 줄이고 인간의 생존 기간을 얼마나 단축하는지 계산했다.
그 결과, 여러 주요 장기를 통합한 모형에서 인간의 중위수명은 146~194세로 나타났다. 현재 선진국의 평균 기대수명보다 약 두 배 긴 수준이다. 적용한 조건에 따라 일부 사람의 이론적 최고 생존연령은 627세까지 계산됐다. 실제 사람이 627세까지 살 수 있다는 뜻이 아니라 다른 노화 원인이 모두 사라진 가상 조건에서 나온 수학적 추정치다.
장기별 차이도 뚜렷했다. 신경세포와 심장근육세포는 분열을 통해 쉽게 교체되지 않아 돌연변이를 계속 축적했다. 연구진은 이들 세포를 인간의 수명을 제한하는 주요 병목으로 봤다. 연구 모형에서 생물학적 노화 요인을 완전 제거한 가상 인체의 기준 중위수명은 천 살이 넘는 1759세로 계산됐지만, 신경세포와 심장근육세포에 축적되는 체세포 돌연변이를 반영하자 156세로 줄었다.
반면 간처럼 재생 능력이 뛰어난 조직은 오래된 세포를 새로운 세포로 계속 바꿀 수 있었다. 세포 교체를 통해 돌연변이의 영향을 줄이면서 수천 년 동안 기능을 유지할 수 있는 것으로 계산됐다.
연구진은 체세포 돌연변이가 노화와 수명 감소에 중요한 역할을 하지만 현재 인간의 사망 양상을 단독으로 설명하지는 못한다고 밝혔다. 단백질 항상성 상실과 미토콘드리아 기능 이상, 후성유전학적 변화 등 다른 노화 과정도 수명을 제한하는 데 비슷한 수준으로 관여한다는 해석이다.
연구책임자인 예카테리나 흐라메예바 교수는 “이제 돌연변이가 해롭다고 말하는 데서 그치지 않고 수명을 얼마나 줄이는지 수치로 계산해 다른 노화 과정과 비교할 수 있게 됐다”고 설명했다. 연구진은 앞으로 다른 조직과 장기, 동물 종으로 분석 범위를 넓히고 여러 노화 기전을 함께 반영한 통합 모형을 개발할 계획이다.
이번 결과는 다른 노화 요인을 완전히 없앴다는 가정에서 체세포 돌연변이만으로 수명의 상한을 계산한 이론적 연구로 인간이 곧 190세까지 살게 된다는 예측이나 임상시험 결과가 아니다. 연구진은 항노화 치료가 발전하더라도 돌연변이 축적이 끝까지 해결해야 할 과제로 남을 수 있다고 설명했다.
