여성의 성 세포는 몇 달 안에 노화되고 죽는 다른 인간 세포와 달리 마모 없이 수십 년 동안 지속될 수 있다.
평균적으로 모든 여성은 백만 개의 미성숙 난자를 갖고 태어난다. 이 난자는 나이가 들면서 퇴보하게 된다. 여성의 삶에서 다른 난자는 더 이상 생산되지 않는다. 사춘기가 되면 여성의 난소에는 약 30만 개의 난자만 남게 되며, 생식 단계에서는 월경 주기마다 하나씩 400개 정도만 배출되게 된다.
다른 세포 유형의 대다수는 그렇게 오래 살지 않고 노화되어 죽는다. 예를 들어 적혈구의 수명은 4개월이다. 뉴런은 수십 년 동안 지속되지만 돌연변이 및 독성 단백질 생성과 같은 많은 문제를 직면한다. 그러나 난모세포로 알려진 난자의 일부 전구체 세포는 여성의 DNA와 건강한 아이를 낳을 수 있는 능력을 그대로 보존하면서 약 반 세기를 살게 된다. 이러한 미래 난자가 될 난모세포의 놀라운 보호막은 과거 과학계의 수수께끼로 남아있었다.
지난 7월, 바르셀로나의 게놈 규제 센터 팀은 해당 세포의 고유한 방어 전략을 발견하였다고 발표하였다.
인간의 세포에는 보통 수백 또는 수천 개의 미토콘드리아, 즉 약 1,000분의 1 밀리미터 크기의 작은 동력 저장소가 있다. 5개의 단백질 복합체 사이에서 전자의 이동에 의해 에너지가 미토콘드리아 안에 생성되며, 이는 탄소 10개, 수소 16개, 질소 5개, 산소 13개, 인 3개로 구성된 분자인 ATP의 형태로 저장된다. 이 끊임없는 생산 없이는 인간의 삶은 존재할 수 없다.
그러나 이 필수 과정의 부수적 효과로 활성 산소종이라고 하는 불안정한 분자가 형성되며, 이 분자가 축적되면 DNA에 돌연변이를 일으키고 세포를 죽일 수 있다. 터키의 생물학자 Elvan Boke가 이끄는 바르셀로나의 연구원들은 난모세포가 가장 해로운 부산물(5가지 단백질 복합체 중 첫 번째)을 생성하는 단계를 건너뛰는 것을 관찰하였다. 이것은 어떻게 난모세포가 생식 능력을 잃지 않으며 반 세기 동안 휴면 상태를 유지할 수 있는지 설명한다. "어머니가 26세일 때 나를 낳았으니, 내가 태어난 세포는 이미 26세였다. 난모세포는 손상을 축적할 형편이 안된다"고 Boke는 말한다.
네이처(Nature) 저널에 실린 이 발견은 많은 여성들이 아이를 낳지 못하는 이유를 이해하는 데 도움이 될 수 있다. 터키 생물학자 Boke는 "인간 생식에 대해 우리가 모르는 것이 너무 많아 여성 불임의 4건 중 1건은 설명할 수 없다"고 말한다. 그녀의 팀은 인간의 난모세포와 아프리카발톱개구리의 난모세포를 분석하였다. 아프리카발톱개구리는 노벨상을 수상한 여러 연구의 초점이 된 고전적인 실험 동물이다. 이 개구리는 양 '돌리'보다 30년 이상 앞선 1962년에 최초로 복제된 척추동물이다. 이 최초 복제를 이끈 영국 생물학자 존 거든은 반세기 후에 노벨 의학상을 수상하였다.
이 최초의 미토콘드리아 단백질 복합체 없이 살 수 있는 동물 세포가 이전에 발견된 적이 없기 때문에 해당 새로운 연구의 저자들은 그들의 결과가 '매우 놀라운'것이라고 말한다. 진행생물의 영역에서 겨우 한 가지 유사한 사례만이 이전에 알려진 바가 있다. 바로 겨우살이 세포의 사례이다. "겨우살이 세포는 그저 생존하고 싶어하는 기생 식물이다. 오랫동안 생존하기 위해 해당 세포는 시스템의 유해한 프로세스를 억제한다. 우리는 난모세포에서도 이와 동일한 겨우살이 전략을 볼 수 있다"고 Boke는 지적한다.
터키 과학자 Boke는 미국 하버드 대학교에서 2017년 바르셀로나에 도착하였다. 유럽연구위원회(ERC)가 140만 유로의 자금을 지원한 그녀의 연구는 이제 미성숙 난자가 수십 년의 잠복기에 사용하는 대체 에너지원을 찾는 데 중점을 두고 있다. 새 연구의 공동 저자인 생명공학자 Aida Rodriguez는 "장기 유지 관리 전략으로서 엔진을 중립에 두는 것과 같다"고 예를 들어 설명한다.
부유한 국가에서는 여성이 첫 아이를 갖는 데 더 오랜 시간이 걸린다. 호주 Monash 대학의 생물학자 Deepak Adhikari와 John Caroll는 Nature 저널에 발표된 독립적인 논평에서 이 여성들에게 (추측하건데) 미토콘드리아 반응으로 인해 난자 세포의 생식력 감소가 일어날 수도 있다고 강조한 바 있다. 터키 과학자의 새로운 연구는 세월이 흐르면서 왜 난자가 엄마의 DNA를 위한 안전한 피난처가 되는지 이해하는 데 도움이 될 수 있다.
연구 결과 보기 : Oocytes maintain ROS-free mitochondrial metabolism by suppressing complex I
