'소식(小食)' 즉, 적게 먹는 식습관이 장수에 도움이 된다는 이야기는 오랫동안 우리 곁에 있었습니다. 막연하게 건강에 좋을 것이라고는 생각했지만, 정확히 우리 몸, 특히 가장 복잡하고 중요한 기관인 뇌에서 어떤 일이 벌어지는지에 대해서는 명확히 알지 못했습니다. 그런데 최근, 소식이 어떻게 뇌의 노화라는 거대한 흐름을 늦출 수 있는지 그 비밀의 문을 여는 결정적인 유전적 열쇠가 발견되었습니다.

생명의 길이를 조절하는 숨겨진 유전자

과학자들은 식이 제한이 우리 몸에 보내는 긍정적인 신호를 어떤 유전자가 가장 먼저 받아 전달하는지 오랫동안 추적해 왔습니다. 그리고 마침내 그 주인공, OXR1이라는 이름의 유전자를 찾아냈습니다. 이 유전자는 식이 제한으로 인한 수명 연장 효과의 중심에 서 있는 핵심 조절자였습니다. 초파리를 이용한 실험에서 식이 제한을 통해 수명이 늘어나는 효과를 관찰하던 중, 이 OXR1 유전자의 기능을 억제하자 놀라운 변화가 일어났습니다. 식이 제한을 해도 수명이 전혀 늘어나지 않았던 것입니다. 이는 OXR1이 '소식'이라는 조건 하에서 우리 몸의 생명 연장 프로그램을 작동시키는 가장 중요한 스위치임을 명백히 보여주는 결과였습니다.

뇌 속 '재활용 센터'의 관리자, OXR1

그렇다면 OXR1 유전자는 도대체 어떤 역할을 하기에 이토록 중요할까요? 이 유전자는 우리 세포 안에 있는 필수적인 시스템인 '레트로머(retromer)'를 안정적으로 유지하는 임무를 맡고 있습니다. 레트로머는 세포 내의 낡은 단백질이나 지방 등을 재활용하거나 필요한 곳으로 운반하는, 마치 '세포 속 최첨단 재활용 물류센터'와 같은 역할을 합니다. 신경세포가 건강하게 기능을 유지하기 위해서는 이 물류센터가 쉼 없이 원활하게 돌아가야만 합니다.

문제는 나이가 들면서 OXR1 유전자의 활동이 자연스럽게 줄어든다는 점입니다. 관리자가 사라진 물류센터가 혼란에 빠지듯, OXR1이 줄어들면 레트로머 복합체가 불안정해지고 제 기능을 하지 못하게 됩니다. 결국 세포 내 쓰레기는 쌓이고 필요한 부품은 제때 공급되지 않아 신경세포는 서서히 병들고, 이는 곧 뇌의 노화와 기능 저하로 이어집니다.

고장 난 시스템을 복구하는 희망의 실마리

연구는 여기서 멈추지 않고 한 걸음 더 나아갔습니다. OXR1 유전자가 부족하여 뇌의 노화가 빠르게 진행되는 초파리에게 아주 특별한 조치를 취했습니다. 불안정해진 레트로머 시스템을 직접 안정시키는 화합물을 투여하거나, 레트로머를 구성하는 다른 유전자를 인위적으로 늘려 물류센터의 기능을 강화한 것입니다. 결과는 놀라웠습니다. 짧아졌던 초파리의 수명은 다시 늘어났고, 신경 퇴행으로 인해 보이던 문제 행동들도 눈에 띄게 완화되었습니다. 이는 OXR1의 핵심 기능이 바로 '레트로머 안정화'에 있으며, 이 시스템만 복구할 수 있다면 노화의 진행을 되돌릴 수도 있다는 강력한 증거가 되었습니다.

초파리에서 인간까지, 우리 모두의 이야기

이 놀라운 생명의 메커니즘은 단순히 초파리에게만 국한된 이야기가 아닙니다. OXR1 유전자의 중요성은 우리 인간에게도 똑같이 적용됩니다. 실제로 OXR1 유전자에 변이가 생겨 심각한 신경 퇴행성 질환을 앓는 환자의 세포를 통해 확인한 결과, 레트로머의 기능을 안정시키자 세포 수준에서 보이던 결함들이 개선되는 것을 관찰할 수 있었습니다. 더 나아가, OXR1 유전자의 수치 감소는 노화 과정뿐만 아니라 알츠하이머병과 같은 인간의 다양한 뇌 질환과도 깊은 관련이 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 소식을 통한 뇌 건강의 원리가 우리 모두에게 적용되는 보편적인 생명의 법칙임을 시사하는 대목입니다.

결론적으로, 식이 제한은 단순히 칼로리 섭취를 줄이는 행위를 넘어, OXR1 유전자를 활성화하여 우리 뇌의 핵심적인 재활용 시스템인 레트로머를 보존하는 과정입니다. 이 정교한 분자적 경로를 통해 우리의 뇌는 더 건강하게 나이 들고, 생명의 시간은 더 길게 이어질 수 있는 것입니다. 이는 앞으로 OXR1 유전자나 레트로머 시스템을 표적으로 하는 새로운 차원의 노화 방지 전략과 뇌 질환 치료법 개발에 중요한 영감을 줄 것입니다.

논문 원본 링크: https://www.nature.com/articles/s41467-023-44342-3