'난자 냉동' 가능시기 정확히 예측할까…난모세포 긴 수명 실마리 규명

20주 된 인간 여성 태아는 난소에 600~700만 개의 난모세포를 가지고 있다. 난모세포는 난자의 이전 단계 세포다. 약 30만 개는 사춘기까지 생존하고 약 1000개는 50세 전후 폐경기까지 생존하는 것으로 알려져 있다. 게티이미지뱅크 제공

평생에 걸쳐 정자를 새로 만드는 남성과 달리 여성은 일생동안 만들 난자의 전 단계인 난모세포를 모두 가지고 태어난다. 수명이 짧은 다른 체내 세포와 달리 일부 난모세포는 40년 이상 건강하게 살아있다. 과학자들이 쥐 연구를 통해 난모세포가 40년 이상 살아남는 이유에 근접했다. '장수 단백질'이 긴 수명에 도움이 된다는 연구결과다.

1일(현지시간) 국제학술지 사이언스는 보도를 통해 쥐 연구를 통해 난모세포에 있는 단백질의 수명을 밝혀낸 2건의 연구를 소개했다. 2건의 연구 모두 쥐 먹이에 포함된 탄소와 질소를 특정 시기에만 동위원소로 바꾸고 이를 추적해 단백질의 나이를 측정했다.

멜리나 슈흐 독일 막스플랑크 다학제 과학연구소 감수분열학과 교수팀은 생식이 활발한 시기인 8주령 생쥐의 난모세포를 분석해 세포 속 단백질의 약 10%가 태어나기 전 자궁에 있을 때 이미 만들어진 단백질이라는 사실을 발견하고 연구결과를 지난달 20일 국제학술지 '네이처 세포생물학'에 공개했다.

수학적 모델을 사용해 단백질의 수명을 계산한 결과 이 '장수 단백질'은 분자의 50%가 분해되는 반감기가 100일 이상이었다. 100일은 생쥐 수명의 약 13%에 해당하는 시간이다. 단백질 일부가 쥐 일생 대부분에 걸쳐 난소에 존재한다는 뜻이다. 슈흐 교수는 "포유류 난모세포의 수명을 고려하면 수명이 긴 단백질이 있다는 것은 매우 합리적"이라고 말했다.

프란체스카 던컨 미국 노스웨스턴대 파인버그 의과대학 산부인과 교수팀도 비슷한 연구결과를 올해 1월 국제학술지 '이라이프(eLife)'에 공개했다.

연구팀이 7개월 된 생쥐의 난모세포를 분석한 결과 난모세포 단백질의 약 5%가 출생 전 또는 출생 직후에 합성된다는 사실이 발견됐다. 쥐들은 11개월이 되어도 해당 장수 단백질의 10%를 가지고 있었다.

장수 단백질은 특히 세포에서 에너지를 생성하는 소기관인 미토콘드리아에 풍부했다. 자손은 모계에서 세포소기관을 물려받는다. 미토콘드리아 속 단백질의 내구성이 좋을수록 미토콘드리아가 건강한 상태를 유지할 수 있다.

과학자들은 이번 연구결과들이 난소에서 수명이 긴 단백질이 점점 사라지는 현상을 통해 특정 연령 이후 생식능력이 떨어지는 이유를 설명하는 데 도움을 줄 수 있다고 분석했다. 또 난소 기능을 향상할 방법을 제시하지는 않지만 단백질 수치 진단을 통해 난소 노화 등 생식 능력이 걱정되는 환자에게 '난자 동결' 같은 방법을 제안하는 데 쓰일 것으로 내다봤다. 

<참고 자료>
- doi.org/10.1038/s41556-024-01442-7
- doi.org/10.7554/eLife.93172.1
 

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]