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노화된 두뇌의 회춘

과학자들이 DNA의 행동을 수정, 두뇌 노화를 막고자 한다

노화에 의한 기억상실, 예를 들어 수십 년 전의 친구는 기억해도 손자·손녀를 기억하지 못하는 현상의 원인은 상당부분 밝혀지지 않았다. 현재 기억 상실 및 알츠하이머병 치료에 쓰이는 두 종의 의약품은 효능이 금세 사라진다.

하지만 신경과학자들은 암 치료에 쓰이는 일단의 화합물이 분자단위에서 이를 막을 수 있다는 단서를 잡았다. 이들은 히스톤 탈아세틸화효소(HDAC) 억제제라는 화합물로 기억 상실 속도를 수년간이나 대폭 둔화시킬 수 있다고 보고 있다.

실제로 유럽신경과학연구소(ENI)의 연구자들은 노화된 쥐를 대상으로 한 실험 결과를 올 5월 사이언스지에 발표했다. 이 실험에서 HDAC 억제제를 투여한 쥐는 그렇지 않은 쥐에 비해 기억력 테스트에서 50%나 높은 점수를 받았다. 공동연구자인 안드레 피셔 박사는 이 약이 알츠하이머병 환자들의 치료에도 사용될 수 있다고 설명한다.

히스톤
히스톤은 DNA를 응집, 세포핵 속에 넣는 데 꼭 필요한 물질이다. 히스톤의 8량체는 DNA를 뉴클레오솜이라는 구조 속에 넣는다 . 히스톤 H4는 5종의 히스톤 중 하나다.

잃어버린 기억 되찾은 기억

기억의 형성과정
수십 초 이상 유지되는 기억을 장기 기억이라 한다. 이 기억의 형성과정은 거의 알려진 바가 없다. 신경과학자들이 장기 기억 형성 과정의 중추가 뇌의 해마라는 증거를 확보한 것 정도다. 기억이 형성되려면 뉴런들 사이의 시냅스에서 연속적으로 전기 펄스가 일어나야 한다. 이 작용으로 신경전달물질이 방출돼 서로 인접한 뉴런들을 연결시키는 것. 하지만 개별 세포가 자신의 DNA를 활용하지 않으면 신경전달물질은 합성되지 않는다.

유전자와 기억의 상관관계
특정 유전자가 활성화되지 않으면 장기 기억이 형성되기 어렵다. 과학자들이 유전자 단위의 변화를 유발하는 방법을 찾고자 하는 이유가 여기에 있다. 정상적인 경우 세포핵 내부의 DNA는 히스톤이라는 단백질을 단단히 감싸고 있다. 히스톤의 일종인 히스톤 H4에 아세틸기 분자가 달라붙으면 히스톤을 감싸고 있던 DNA가 약간 풀리게 된다. 이에 의해 DNA를 원본 삼아 RNA를 만드는 생물학적 전사(transcription)가 한층 잘 일어나며 전사를 통해 유전자가 신경전달물질 속에 발현된다.



기억 상실 과정
노화와 관련된 기억 상실은 히스톤 H4에 들러붙을 아세틸기가 부족할 때 일어난다. DNA가 히스톤을 빈틈없이 감싸고 있어 기억 형성을 제어하는 히스톤의 유전자가 제대로 활동하지 못하고 구속당해 있기 때문이다.

기억력 회복 방법
기억 능력 제고를 위해 의사들은 HDAC 억제제를 주사한다. 이 약품은 히스톤 H4에 충분한 아세틸기가 달라붙게 만들어 전사가 활발해진다. DNA 속에 부호화된 기억 형성 명령이 단백질 생성을 종용, 기억 형성 능력을 키운다.






FAQs

아직 젊은데도 왜 물건 놔둔 곳을 자꾸 잊어버릴까?
스스로에게 좀 더 관대해져 보자. 부정기적 기억 이상의 원인은 자기 주변에 별 관심이 없는 등 지극히 사소한 문제가 원인일 수 있다. 만일 주변에 관심이 없으면 기억이 부호화될 확률도 낮아진다. 부정기적 기억 이상은 대부분 40세 이후 많이 나타나는데 이를 치매의 조기징후로 생각해 불안해할 필요는 없다. 생활에 필요한 어휘의 상당수를 잊거나 쉬운 수학 문제도 풀지 못한다면 모를까, 그렇지 않다면 걱정하지 않아도 된다.

늙으면 누구나 기억능력이 상실될까?
확실하게 알 수는 없다. 다만 콜레스테롤 수치가 높고, 치매 가족력이 있으며, 머리에 충격을 주는 스포츠를 즐긴다면 그 위험성이 높아진다.
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