400년을 산다는 그린란드 상어의 장수 비결, 일본 연구진 전체 게놈 시퀀싱

by 폴 아놀드, Phys.org

그린란드 상어

 
그린란드 상어 게놈의 거의 전체에 대한 최초의 종합적인 지도가 이 상어의 놀라운 장수 비결에 대한 유전적 단서를 밝히기 시작했다.

이 연구는 언젠가 과학자들이 암 및 기타 노화 관련 질병에 대한 새로운 치료법을 개발하는 데 도움이 될 수 있다.

그린란드 상어Greenland shark (Somniosus microcephalus)는 놀라운 동물이다.

느리게 움직이는 이 심해 포식자는 그린란드, 캐나다, 아이슬란드 주변 얼음처럼 차가운 바닷물에 서식하며, 거의 400년까지 살 수 있어 지구상에서 가장 오래 사는 척추동물이다.

이들은 1년에 약 1cm씩 매우 느리게 자라며, 성적으로 성숙하는 데 약 150년이 걸린다.

이 상어에 대해서는 알려진 바가 거의 없으며, 특히 이처럼 놀라운 장수 비결은 아직 밝혀지지 않았다.

하지만 이제 상황이 바뀔지도 모른다.

유전체 지도 작성

도쿄대학교 기노시타 시게하루Shigeharu Kinoshita 교수와 국제 연구팀은 그린란드상어 유전체 96.7%, 즉 약 59억 개 DNA 염기쌍을 성공적으로 지도화했다.

이 연구 결과는 미국 국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 발표되었다.

이 연구는 상어의 극단적인 수명을 설명할 수 있는 몇 가지 유전적 특징을 밝혀냈다.

가장 중요한 특징 중 하나는 DNA에 결합해 크로마틴chromatin이라는 구조화한 형태로 DNA를 구성하는 히스톤histone H1.0 단백질의 아미노산 치환amino acid substitutions이다.

이 상어의 경우 이러한 변화는 크로마틴 안정성에 영향을 미쳐 노화를 유발하는 유전자 마모genetic wear and tear를 방지하는 데 도움이 될 것으로 예측된다.

연구 저자들은 논문에서 "이번 분석을 통해 이 종이 일반적인 수명 한계를 뛰어넘을 수 있도록 하는 잠재적인 메커니즘을 밝혀냈다"고 언급했다.

세포 손상cellular damage에 대한 방어막

연구진은 또한 가상 염색체pseudochromosome 33에 위치한 FTH1b 유전자의 엄청난 증식을 발견했다.

이 유전자는 다른 상어 및 관련 어류 종에서 일반적으로 관찰되는 적은 수와 비교해 59개 복사본이 있었다.

이는 이 유전자가 세포 내 철 저장intracellular iron storage 및 세포 스트레스와 손상cellular stress and damage을 관리하는 데 도움이 되는 철 의존성 세포 사멸iron-dependent programmed cell death의 일종인 페롭토시스 조절regulation of ferroptosis에 관여한다는 점에서 중요하다. 

이처럼 많은 유전자가 존재한다는 사실은 상어가 산화적 손상으로부터 조직을 보호하는 능력이 향상되었음을 의미할 수 있다.

또 다른 중요한 발견은 면역 기능, 암 저항성 및 DNA 복구와 관련된 유전자 패밀리가 확장되었다는 점이다.

이러한 연구는 당연히 많은 사람에게 인간에게 어떤 이점을 가져다줄 수 있을지, 즉 수명 연장이나 질병 치료에 도움이 될 수 있을지에 대한 궁금증을 자아낸다.

비록 이번 연구는 광범위한 개체군 연구가 아닌 단일 상어의 유전체 분석에 불과했지만, 연구팀이 인정하듯이 여전히 많은 가능성을 열어준다.

"이번 유전체 자료는 연골어류의 진화 연구를 위한 토대를 제공하고 장수와 노화에 대한 우리의 이해를 증진합니다."

Publication details
Kaiqiao Yang et al, The Greenland shark genome: Insights into lifespan extremes and population dynamics, Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2601272123 

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences