인슐린에 의한 노화를 막는 여왕 개미의 비밀

 

(Harpegnathos saltator worker ants. Credit: Hua Yan/NYU)

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(In situ hybridization of the brain tissue of ants reveals increased insulin mRNA in the brains of pseudoqueens (right) versus workers (left). Credit: Giacomo Mancini/NYU)

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인슐린은 혈당을 낮추는 호르몬으로 잘 알려져 있지만, 사실 그 기능은 매우 복합적입니다. 인슐린은 궁극적으로 음식물을 에너지원으로 바꾸는 역할을 하기 때문에 많은 에너지를 써야 하는 상황에서 올라가게 되어 있습니다. 하지만 결국 우리 몸의 대사율을 높이고 노화를 촉진하는 쪽으로 작동합니다.

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그런데 개미를 연구하는 과학자들은 예외에 해당되는 경우를 알고 있습니다. 일개미와 유전적으로 동일한 여왕개미의 경우 알을 낳기 위해 엄청난 에너지를 소비하지만, 일개미보다 수명이 훨씬 긴 편입니다.

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예를 들어 검은 정원 개미 여왕은 30년을 살면서 백만 개까지 알을 낳습니다. 당연히 인슐린 수치가 크게 증가되어 있지만, 한 해 살이 일개미보다 수명이 30배나 깁니다.

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뉴욕 대학의 과학자들은 인도 점핑 개미 (Harpegnathos saltator ant, Indian jumping ant ) 를 대상으로 이 미스터리를 풀기 위한 연구를 진행했습니다. 인도 점핑 개미 여왕은 5년 정도 사는데 유전적으로 동일한 일개미들은 7개월 정도면 죽습니다.

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일개미가 수명을 늘릴 수 있는 기회는 여왕 개미가 죽었을 때 입니다. 그러면 일개미들은 서로 결투를 벌여 다음 여왕 개미를 결정합니다. 여기서 승리한 일개미는 일개미 같은 몸집에 여왕 개미 역할을 하는 가짜 여왕 개미 (pseudoqueens)가 됩니다.

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가짜 여왕 개미는 4년 정도 살면서 여왕 개미처럼 알을 않아 개미 군집을 유지합니다. 당연히 인슐린 분비도 늘어나는데 어떻게 노화는 늦출 수 있는지 연구하기에 적합한 대상인 셈입니다.

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(In Harpegnathos saltator ants, workers duel with their antennae to establish new leadership after the death of their queen. Winners (or pseudoqueens) acquire queen-like behaviors, including laying eggs, and their life expectancy increases from seven months to four years. Credit: Giacomo Mancini/NYU)

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연구팀은 RNA 시퀀싱을 통해 가짜 여왕에서 어떤 일이 일어나는지 확인했습니다. 가짜 여왕은 뇌에서 인슐린 분비를 늘려 MAPK 경로를 활성화시킵니다. 이 경로는 대사와 알 생성을 촉진합니다. 그런데 이 과정에서 난소가 발달하면 Imp-L2라는 단백질을 생상하는데, 이 단백질이 노화와 관련된 인슐린의 AKT 신호 경로를 차단해 노화를 억제합니다.

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이와 같은 독특한 기전은 활발한 대사량과 에너지 소모, 그리고 긴 수명이라는 서로 상반된 결과를 가능하게 만듭니다. 인간에서 적용할 수 있는 연구인지는 모르겠지만, 꽤 흥미로운 이야기임에는 틀림없습니다.

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참고

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https://phys.org/news/2022-09-anti-insulin-protein-linked-longevity-reproduction.html

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Hua Yan et al, Insulin signaling in the long-lived reproductive caste of ants, Science (2022). DOI: 10.1126/science.abm8767. www.science.org/doi/10.1126/science.abm8767