노화를 늦추는 것을 넘어, 생명과학으로 다시 설계하는 시대

『노화는 어디까지 늦출 수 있는가』는 늙음을 피할 수 없는 운명이 아니라, 세포와 분자 수준에서 이해하고 개입할 수 있는 현상으로 새롭게 바라보는 책이다. 세포생물학자인 저자는 DNA 손상과 복구, 히스톤 단백질의 변화, 서투인과 NAD의 연쇄 반응처럼 우리 몸속에서 실제로 일어나는 생명과학적 메커니즘을 바탕으로, ‘노화’라는 복잡한 현상의 실체를 알기 쉽게 풀어낸다. 또한, 오토파지, 세포 노화, 면역, 피부, 수면, 장수 유전자, 구조생물학 등 최전선의 연구 성과를 고루 담아, 왜 우리 몸이 늙는지를 설명한다.

벌거숭이두더지쥐와 킬리피시처럼 노화 속도가 다른 생명체의 사례에서 출발해, NMN·서투인·NAD의 작용 원리, 만성 염증, 흉선 노화, 수면 부족이 세포에 미치는 영향까지 폭넓게 아우른다. 또한, 인간은 왜 늙는지, 어디까지 노화에 개입할 수 있는지를 묻고, 그 가능성이 이미 실험실에서 조금씩 현실이 되고 있음을 보여준다. 개인의 건강은 물론, 고령화 사회의 미래까지 함께 생각하게 만드는 생명과학 교양서다.

[목 차]

추천사

프롤로그_ 불로장생은 더 이상 꿈이 아니다

불로장생하는 생물이 실제로 존재한다

불로장생이 현실이 된다면, 사회는 어떻게 바뀔까?

노화를 이해하면 생명과학이 보인다

염증이란 무엇인가?

염증은 우리 몸의 방어 시스템이다

노화의 진짜 적은 ‘만성 염증’이다

만성 염증, 면역의 청소 기능이 무너진 상태

만성 염증이 부르는 다양한 질병

염증이 적을수록 오래 산다

염증은 상처를 치유하고, 몸을 지키는 필요한 반응이다

염증을 줄이는 생활 습관이란 무엇인가?

1장. 오토파지, 노화를 늦추는 메커니즘

세포 안의 리소좀이 건강하면 늙지 않는다

오토파지를 억제하는 단백질, 루비콘

루비콘이 증가하면 노화가 가속된다

뇌를 지키는 오토파지

미용 업계에서 주목받는 엑소좀과 루비콘의 관계

엑소좀이 역효과를 낼 수 있다

노화를 늦출 새로운 열쇠, MondoA

노화 세포를 깨끗이 정리하는 오토파지

오토파지를 활성화해 노화를 늦추자

노화를 늦추고, 회춘하는 식품의 비밀

운동, 냉수욕, ‘사람과의 연결’이 노화를 늦춘다

극단적인 단식은 하지 말자

Column_ 오토파지 연구의 미래

알기 쉽게 설명하는 유전자와 DNA

유전자 조합은 무한해서 똑같은 사람이 태어나는 일은 없다

심장이 뛰는 것도, 상처가 낫는 것도, 모두 DNA 정보 덕분이다

2장. 몸의 노화와 세포의 노화, 무엇이 다른가?

세포를 새로 만들지 못하는 것도 노화의 원인이다

세포 노화, 더 이상 새로워지거나 늘어나지 않는 상태

세포 노화의 비밀을 푸는 열쇠, SASP

노화세포, 암세포의 발생을 막는 역할도 하는가?

노화세포를 완전히 제거하는 것이 반드시 좋은 것은 아니다

세포 노화를 늦추는 삶의 방식을 선택하자

3장. 면역은 ‘나’와 ‘남’을 구별하는 시스템이다

면역의 구조 ① 면역은 병원체에 대응할 ‘열쇠’를 미리 준비한다

면역의 구조 ② 흉선은 자기 몸을 공격하지 않도록 면역 열쇠를 검사하는 기관이다

면역의 구조 ③ 흉선은 병원체를 공격하는 킬러 T세포를 길러내는 ‘학교’다

40대 이후 자가면역질환이 급증하는 이유, 흉선 노화

‘획득면역’을 이해하자

면역력이 떨어지면 만성염증도 쉽게 발생한다

나이가 들수록 면역력이 약해지는 이유, 몸을 보호하기 위한 적응

노화는 온몸이 연결된 문제, ‘없애면 된다’라는 식으로 접근할 수 없다

4장. 피부, 노화를 가장 먼저 드러내는 장기

주름·기미·처짐의 원인, 자외선

자외선을 막기 위해 분비되는 효소가 오히려 피부를 늙게 만든다

주름은 진피의 손상이고, 기미는 표피의 손상이다

기미가 생기는 것은 면역세포의 기능이 약해졌기 때문이다

나이가 들면 피부 기능도 떨어진다

가장 효과적인 피부 노화 예방법은 자외선을 피하는 것이다

미용 의료에서는 히알루론산 시술에 주의가 필요하다

5장. 벌거숭이두더지쥐는 인간에 비유하면 수백 년을 산다

벌거숭이두더지쥐는 지하 터널 속, 천적이 적은 환경에서 산다

벌거숭이두더지쥐는 노화세포를 스스로 제거하는 구조가 있다

벌거숭이두더지쥐는 ‘변화가 거의 없는 환경’에 적응해서 오래 산다

인간도 벌거숭이두더지쥐처럼 ‘환경’을 정비하며 장수하게 된 것일까?

6장. 노화를 늦추고 수명을 늘릴지도 모르는 NMN

DNA가 느슨해지기 때문에 노화가 일어난다

노화를 늦추고 수명을 늘리는 효소, ‘서투인’

서투인을 움직이는 것은 NAD다

NMN은 점적주사로 투여할 경우 위험할 수 있다

시상하부는 노화의 스위치를 쥔 사령탑

몸을 원래의 건강한 상태로 유지하지 못하게 되는 게 노화다

7장. 100세 이상 장수하는 사람과 그렇지 않은 사람의 차이

더 오래 사는 사람들은 무엇이 다를까?

100세 이상 사는 사람들은 병을 일으키는 유전자가 적다

오래 사는 사람들은 DNA 메틸화가 잘 일어나지 않는다

오래 사는 사람들의 공통점, ‘염증이 적다’

유전적 혜택을 받지 못한 사람은 어떻게 해야 할까?

진화를 떠받치는 것은 유전자의 변이다

장수의 유전적 구조를 알게 되면 약을 만들 수 있다

100세 이상 사는 사람들의 생활습관은 어떨까?

8장. 질병의 판도를 바꿀 ‘구조생물학’

약은 왜 효과가 있을까?

‘단백질’을 인공적으로 설계할 수 있다면, 약도 자유자재로 만들 수 있다

새로운 현미경의 등장으로, ‘어떤 약이든 만들 수 있는 시대’가 가까워졌다

형태를 알면 많은 것이 풀리기 시작한다

알파폴드의 위력

DNA를 자유롭게 바꾸는 시대, 질병 치료의 가능성이 넓어지다

‘자르지 않는 가위’의 위력은 유전자의 스위치를 켜고 끄는 데 있다

다양한 유전성 질환에 새로운 가능성을 열다

노화를 억제하는 단백질 구조를 알면, 캐스9 기술로 그 활성화를 높일 수 있다

9장. 노화 연구에 가장 적합한 것은 ‘물고기’일까?

수명이 짧은 ‘물고기’를 이용하면 더 많은 데이터를 얻기 쉽다

수명 연장을 입증하는 실험이 노화 연구의 진전을 이끈다

모든 생물에 공통된 장수를 결정하는 ‘열쇠’는 무엇일까?

비타민 D는 장수와 연결될까? 정자와 난자가 쥔 수명의 비밀

노화의 열쇠는 장기 사이의 네트워크에 있다

10장. 수면이 부족하면 노화는 가속된다

잠을 잔다는 것은 동물에게 매우 근원적인 일이다

‘수면’의 정의

나에게 필요한 수면 시간을 아는 방법

쇼트 슬리퍼는 생각보다 훨씬 드문 존재다

일본 아이들은 잠이 부족하다

성인의 적정 수면 시간은 7시간 전후다

렘수면이 부족하면 사망률이 높아진다

불면인 사람은 어떻게 해야 할까?

낮잠을 제대로 활용하라

자신만의 ‘잠드는 루틴’을 가진 사람은 행복하다

수면에 관한 여러 가지 오해

에필로그

이 책의 취재에 응해주신 연구자들

[본 문]

사람이 나이를 먹으면 세포 교체가 원활하지 않습니다. 마치 “이제 분열은 그만둘래. 그래도 아직은 살아 있고 싶어”라고 말하듯 세포들이 몸속에 남기 시작합니다.
원래라면 오래된 세포를 제거해야 할 면역계가 그 역할을 미처 다하지 못해, 그런 세포가 그대로 남아 있는 상태입니다. 이것이 바로 노화세포입니다.
- p. 30

SASP란 노화세포가 염증 물질을 분비하는 현상입니다.
이것은 겉보기에는 나쁜 현상처럼 보일 수 있습니다. 하지만 이 책의 앞부분에서 설명했듯이, 염증은 무조건 나쁜 것만은 아닙니다.
염증은 몸에 침입한 이물질에 대한 일시적 방어 반응입니다. SASP가 왜 염증 물질을 분비하는지를 생각해보면, 면역세포인 백혈구 등이 불필요해진 노화세포를 사멸시키도록 하기 위해서입니다. 즉 염증은 필요 없어진 세포를 제거하기 위한 지휘 신호라고 할 수 있습니다. SASP는 불필요한 세포를 제거하는 사령탑입니다.
그런데 나이 들면서 면역세포가 노화세포 제거를 제대로 하지 못하게 되면 문제가 생깁니다.
- p. 93

벌거숭이두더지쥐는 약 30년을 삽니다. 실험실에서는 40세까지 산 기록도 있습니다. 몸집이 거의 같은 실험용 쥐의 수명이 3년인 것과 비교하면, 10배 이상 오래 사는 셈입니다. 이를 인간 나이로 환산하면, 말 그대로 수백 살에 해당하는 장수라고 할 수 있습니다.
또 하나 중요한 특징은 노화 저항성입니다. 쉽게 말하면, ‘나이가 들어도 사망률이 높아지지 않는 것’입니다.
- p. 153

혹시 여러분 중에서는 ‘태어나면서부터 내 건강 수명이 정해져 있구나…’ 하고 절망적인 기분이 드는 사람이 있을지 모릅니다.
APOE4를 2개 가지고 있어도 알츠하이머병에 걸리지 않을 수도 있지만, 실제로는 상당히 높은 확률로 발병합니다(또한, APOE4의 보유 여부는 민간 유전자 검사를 통해 확인할 수 있습니다).
그리고 100세 이상의 사람이 후성유전학적 상태를 80세와 거의 비슷한 수준으로 유지하는 것은 대부분의 경우, 개인의 노력만으로 해결될 문제가 아닙니다.
- p. 200

킬리피시의 유전자 정보에서는 수명을 적극적으로 단축시키는 변이가 존재한다는 사실도 보고된 바 있습니다. 또한 앞서 언급했듯이, 서로 수명이 다른 킬리피시를 비교한 연구를 통해 노화에 관여하는 유전자에도 다양한 유형이 존재한다는 점이 밝혀지고 있습니다.
이처럼 여러 계통을 비교함으로써 노화와 관련된 유전자를 찾아낼 가능성은 더 커지고 있습니다.
- p. 247

최재천 (이화여대 에코과학부 명예교수, 생명다양성재단 이사장)
생로병사-이 세상에 태어나 늙고 병들어 죽는 것은 너무나 당연한 일인 줄 알았다. 일단 태어난 생명체가 늙고 병들어 기능이 떨어져도 계속 생존하고 번식하도록 내버려두는 것보다, 죽음을 맞게 하고 새로운 생명체를 만들어 번식을 이어가도록 하는 게 진화적으로 훨씬 유리하다.
그런데 이제 더 이상 노화는 피할 수 없는 운명이 아니라 예방하거나 치유할 수 있는 질병으로 받아들이려는 움직임이 일고 있다. 저자는 앞으로 5~10년 안에 노화 분야에 획기적인 진전이 예상된다고 주장한다. 이미 실험실에서는 노화를 늦추는 정도가 아니라 노화 과정을 되돌릴 수 있는, 즉 회춘도 가능하다는 연구들이 쏟아지고 있다.
2013년 미국의학협회는 비만을 만성 질환으로 인정해 체중 관리에 관한 치료와 관련 산업을 폭발적으로 성장시킨 사례를 상기하며, 지금 노화에 관한 결정을 저울질하고 있는 것으로 알려져 있다.
이 책은 조만간 다가올지 모를 ‘불로장생 시대’에 대해 과학적 근거에서부터 바람직한 생활 습관에 이르기까지 차근차근 설명해준다. 생물학 지식이 충분하지 않아도 이해할 수 있도록 쉽고 친절하게 쓴 책이다. 먼저 사서 읽고 가족과 친지들에게도 권하길 바란다. 새로운 시대는 모두 함께 준비해야 하니까.