[권박사의 미스터리사전] 거북이는 왜 그렇게 오래 살까요?

지구상에서 가장 오래된 파충류로 여겨지는 세이셸 자이언트 거북이 조나단의 2017년 사진. 조나단은 남대서양의 영국 해외 영토인 세인트 헬레나에 살고 있습니다.

 

남대서양의 세인트 헬레나 섬에는 기네스북에 " 육상에서 가장 오래된 동물 "이라고 불리는 생물이 살고 있습니다 . 그의 이름은 조나단이고 그는 거대한 거북이입니다. 기네스 세계 기록에 따르면 조나단은 2019년에 187세였습니다. 1832년 빅토리아 여왕 통치 기간에 태어난 그는 타이타닉이 북대서양 깊숙이 침몰 했을 때 이미 80세였습니다 . 

조나단과 다른 거대한 거북이가 유일한없는 거북 시간이 오래 살고, 요르단 Donini, 플로리다 남서부 주립 대학의 생물학 교수와 거북이 생태 말했다. 바다거북은 50~100년을 살 수 있고 상자거북은 100년 이상을 살 수 있다고 그는 라이브 사이언스에 말했다. 사실, 과학자들은 많은 거북이 종의 수명에 대한 상한선을 알지 못합니다. 단순히 개별 인간이 스스로 알아낼 수 있을 만큼 오래 살지 않기 때문입니다.

그렇다면 거북이는 왜 그렇게 오래 살까요? 거북이와 다른 파충류를 연구하는 Arkansas State University의 생리학 조교수 Lori Neuman-Lee는 진화론적 해답과 생물학적 해답이 있다고 말했습니다.

 

진화론적 대답은 비교적 간단합니다. 뱀 과 너구리 와 같은 동물 은 거북이 알을 먹는 것을 좋아합니다. 그들의 유전자를 전달하기 위해 거북이는 오래 살고 자주 번식하며 때로는 일년에 여러 번 번식해야하며 많은 알을 낳습니다. Neuman-Lee는 Live Science와의 인터뷰에서 "거북이 자손을 얼마나 많이 가지고 있는지를 감안할 때 세계가 거북이에 의해 지배되지 않는다는 것은 놀라운 일입니다."라고 말했습니다.

거북이의 수명 뒤에 있는 생물학적 메커니즘은 더 복잡합니다.

거북의 수명에 대한 한 가지 단서는 염색체 말단을 덮는 비암호화 DNA 가닥으로 구성된 구조인 텔로미어에 있다고 Neuman-Lee는 말했습니다. 이러한 구조는 세포가 분열할 때 염색체를 보호하는 데 도움이 됩니다. 시간이 지남에 따라 텔로미어가 짧아지거나 분해되어 더 이상 염색체를 보호할 수 없어 DNA 복제 문제가 발생 합니다. 그리고 DNA 복제의 오류는 종양 및 세포 사멸과 같은 문제로 이어질 수 있습니다.

그러나 거북이는 수명이 짧은 동물에 비해 텔로미어 단축 비율이 더 낮다고 Neuman-Lee는 말했습니다. 이것은 그들이 DNA 복제 오류로 인해 발생할 수 있는 특정 종류의 손상에 더 강하다는 것을 의미합니다.

 

과학자들은 거북이의 장수에 기여하는 모든 요인을 확인하지는 않았지만 몇 가지 아이디어를 제안했습니다. 

아직 동료 심사를 거치지 않은 사전 인쇄 데이터베이스 bioRxiv 에 7월 8일에 게시된 논문 에서 과학자 팀은 세포 손상과 죽음으로 이어지는 여러 메커니즘과 물질을 탐구하고 다음을 포함한 여러 거북이 종의 세포가 어떻게 거대한 거북이(조나단 같은)가 대답했습니다.

논문에 따르면, 거대한 거북이와 몇몇 다른 거북이 종들은 세포 손상의 장기적인 영향으로부터 스스로를 보호할 수 있는 것으로 보입니다. Neuman-Lee는 세포 사멸(apoptosis) 또는 프로그램된 세포 사멸(programmed cell death) 이라고 불리는 과정을 사용하여 손상된 세포를 빠르게 죽임으로써 이를 수행 한다고 말했습니다. 

 

한 치료법은 살아있는 세포에서 자연적으로 발생하는 스트레스 유형인 산화 스트레스를 유발했습니다. 산화 스트레스는 대사 과정에 의해 자연적으로 형성되는 반응성이 높은 분자인 자유 라디칼에 의해 발생합니다. 치료를 받으면 거북이 세포는 빠르게 세포 사멸을 겪었습니다. 

"이 논문이 강화하는 것 중 하나는 실제로 조절된 세포사멸이 정말 가치가 있다는 생각입니다. 왜냐하면 손상된 세포가 있다면 유기체가 빠르게 제거할 수 있다면 암과 같은 것을 피할 수 있기 때문입니다."라고 Neuman-Lee는 말했다.

 

육지거북은 암에 잘 걸리지 않는 것으로도 유명한데 게놈 분석 결과 암을 억제하는 유전자 다수에서 복제수 변이가 일어나 유전자의 수가 늘어난 것으로 밝혀졌다. 세포 호흡을 담당하는 세포소기관 미토콘드리아에서 일어나는 산화 스트레스에 대응하는 유전자들도 강화되었다.

 

더 신기한 점은 DNA 복제 과정이나 자외선 같은 외부요인을 발생하는 DNA 손상을 수리하는 유전자들도 강화되어 있었고 노화의 지표인 텔로미어(telomere) 손실을 억제하는 유전자의 수도 늘어났다.

이런 변이의 상당 부분은 수명이 80년 정도의 오래 사는 육지 거북인 사막 거북(Gopherusagassizii)에서도 보였다.

 

 

요약하면, 이 모든 유전자의 변이와 진화는, 시간이 지남에 따라 몸에 악영향을 끼치고 수명을 줄어들게 하는 요인들을 배제시키고 억누르기 위함이라고 할 수 있다. 그래서 거북의 수명이 길어진 것이다.

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