인간의 생명연장의 꿈(2)- 유전공학을 통한 안티 에이징

 

인간의 생명연장의 꿈(2)

-유전공학을 통한 안티 에이징

 

 

 

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인간의 생명연장의 꿈은 생명공학 분야에서는 유전자 연구로 지속되어 왔다.

이는 냉동인간과 같이 사후 개발될 기술을 기다리는 형태가 아니라 생존해 있는 때에 실제 생명연장을 가능케 하기 위한 방법이다.

 

한의에는 선천지정(先天之精)과 후천지정(後天之精)이라는 용어가 있다. 여기서 선천지정은 선천적으로 부모에게서 물려받은 정기(精氣)를 말하는 것으로 인체 구성물질의 근본이고, 생식(生殖)에 있어 근본이 되는 물질을 일컫는다.

 

반면 후천지정은 타고난 것이 아닌 후천적으로 만들어진 정기를 말하는데, 이는 후천적 섭생(음식·운동·수면 등)을 통해 만들어지는 것이다.

 

그러기에 인체의 건강을 위해서는 두 가지 측면의 접근이 필요하다 할 수 있다. 타고난 유전적 요소를 변형시키거나 후천적 섭생을 통해 이를 보강하는 것으로 말이다. 그리고 타고난 유전적 요소를 통제 변형할 수 있는 것은 결국 유전공학의 발전으로 가능해진다.

 

현재 유전공학에서 이루어지고 있는 유전자 연구 중 한 방면은 ‘유전자 발현 통제’인데, 이를 통해 타고난 유전자의 발현(단백질 합성 과정)을 억제하거나 증가시킬 수 있다. 구체적으로는 질병 유전자의 발현을 억제하거나 노화와 관련된 유전자를 조작함으로써 질병과 노화를 퇴치해 나갈 수 있다.

 

 

아래는 현재 이루어지고 있는 유전자 발현 통제의 다양한 방법들에 대한 소개다(chat gpt 활용)

 

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유전자 발현 통제는 현재 다양한 방법을 통해 가능하며, 현대 생명공학과 분자생물학에서 중요한 연구주제가 되고 있다. 유전자 발현을 조절하는 방법은 여러 가지가 있으며, 각각의 방법은 유전자 발현의 특정 단계에서 개입하여 그 발현을 증가시키거나 감소시키는 역할을 한다.

 

 

### 1. 전사 수준에서의 조절

-**프로모터 및 인핸서 조절**: 유전자 앞에 있는 프로모터(promoter)와 인핸서(enhancer) 요소를 조절하여 유전자 발현을 증가시키거나 억제할 수 있습니다. 특정 전사인자(transcription factor)를 도입하거나 억제함으로써 유전자 발현을 원하는 수준으로 조절할 수 있다.

-**CRISPR/dCas9 시스템**: 활성화되지 않은 Cas9(dCas9) 단백질을 사용해 특정 유전자 프로모터에 결합시켜 전사를 억제하거나 활성화할 수 있다. 이는 유전자 발현을 정밀하게 조절할 수 있는 강력한 도구다.

 

 

### 2. 후전사 수준에서의 조절

- **RNA 간섭 (RNAi)**: 작은 간섭 RNA(siRNA) 또는 마이크로 RNA(miRNA)를 사용하여 특정 mRNA를 분해하거나 번역을 억제함으로써 유전자 발현을 조절할 수 있다. 이는 주로 유전자 발현을 억제하는 데 사용된다.

- **안티센스 올리고뉴클레오타이드**: 특정 mRNA에 상보적인 올리고뉴클레오타이드를 사용하여 그 mRNA를 타깃으로 하여 발현을 억제할 수 있다.

 

 

### 3. 번역 수준에서의 조절

- **리보스위치 (Riboswitch)**: mRNA의 특정 부분이 리간드에 결합하여 mRNA 구조를 변경시키고, 번역을 억제하거나 촉진하는 리보스위치 기술이 사용된다. 이 방식은 특정 조건에서만 유전자 발현이 일어나도록 조절할 수 있다.

- **번역 억제 인자**: 특정 단백질 인자가 mRNA의 리보솜 결합 부위에 결합해 번역을 억제할 수 있다.

 

 

### 4. 후번역 수준에서의 조절

- **단백질 안정성 조절**: 유전자 발현의 결과물인 단백질의 안정성을 조절하여, 단백질이 더 오래 존재하거나 빠르게 분해되도록 유도할 수 있다. 이는 단백질 변형(예: 유비퀴틴화)을 통해 이루어진다.

- **단백질 상호작용 조절**: 단백질이 기능을 발휘하기 위해 필요한 상호작용을 방해하거나 촉진하는 방식으로 유전자 발현 효과를 조절할 수 있다.

 

 

### 5. **외부 자극에 의한 조절**

- **유도성 발현 시스템**: 특정 화학 물질이나 환경적 자극(예: 온도, 빛)에 의해 유전자 발현이 유도되거나 억제되도록 설계된 시스템이 있다. 대표적으로 테트라사이클린(Tet-On/Tet-Off) 시스템, 열충격 유전자 발현 시스템 등이다.

 

 

 

### 결론

현대 생명공학에서는 유전자 발현을 매우 정밀하게 조절할 수 있는 다양한 도구와 방법들이 개발되어 있으며, 이를 통해 연구자들은 유전자 발현을 원하는 시점과 장소에서 조절할 수 있다. 이러한 기술들은 기초연구뿐만 아니라 유전자 치료, 합성 생물학 등 다양한 응용분야에서 중요한 역할을 감당하고 있다.

 

 

 

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유전자 발현 통제를 넘어 유전자 자체를 바꾸는 방법들도 있다.

이는 특정 세포를 다른 종류의 세포로 바꾸어 인체에 주입하거나 DNA가 교정된 복제세포를 조직이나 장기에 주입하는 방식 등으로 이루어질 수 있다.

 

이 부분은 다음에 다루기로 한다.

 

 

 

 

 

 

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