(Harpegnathos saltator worker ants. Credit: Hua Yan/NYU)
(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)
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.
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.
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.
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.
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.
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.
(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)
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.
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.
참고
https://phys.org/news/2022-09-anti-insulin-protein-linked-longevity-reproduction.html
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
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