뉴스 | 고령 부성의 위험에 대한 새로운 단서: DNA가 아닌 정자 RNA에서 핵심 변화 발생
남성이 아버지가 되는 시기를 늦추면서 고령 부성이 자녀의 비만과 사산 등 위험 증가와 관련이 있다는 근거가 늘고 있지만, 생물학적 메커니즘은 명확하지 않았습니다. University of Utah Health가 주도한 새로운 연구는 이전에 간과된 요인을 밝혀냈습니다. 바로 나이에 따라 변하는 정자 내 RNA 분자입니다.
최근 The EMBO Journal에 발표된 이 연구는 생쥐와 사람 모두에서 정자 RNA가 나이에 따라 체계적으로 변하며, 중년기에 뚜렷하고 급격한 변화가 나타난다는 사실을 확인했습니다. 연구진이 ‘노화 RNA’라고 부른 이 분자들은 세포 대사를 재편할 수 있는 것으로 보여, 늦은 나이에 아버지가 되는 것과 관련된 건강 위험을 설명할 수 있는 분자적 근거를 제시합니다.
공동 교신저자인 University of Utah Health 비뇨의학 및 인간유전학 부교수 Qi Chen은 “생쥐와 사람 모두에서 시간을 측정하는 분자 시계를 발견한 것과 같습니다”라고 말했습니다. “RNA 길이의 점진적인 변화가 조용히 축적되다가 중년기에 절벽처럼 급격한 변화를 일으킬 수 있습니다.”
과거의 부성 연령과 자녀 건강에 관한 연구는 주로 정자 DNA 절편화와 돌연변이에 초점을 맞췄습니다. 그러나 정자는 초기 배아 발달 조절에 관여하는 많은 RNA 분자도 운반합니다. Chen 연구팀은 이전 연구에서 아버지의 식단과 같은 환경 요인이 정자 RNA를 변화시켜 다음 세대에 영향을 줄 수 있음을 보였지만, 기존 염기서열 분석법으로는 가장 중요한 RNA 유형을 검출하기 어려웠습니다.
이에 연구진은 이전에는 ‘보이지 않았던’ 정자 RNA를 체계적으로 검출하는 고급 RNA 염기서열 분석법인 PANDORA-seq를 개발했습니다. 생쥐 정자에서는 약 50주령과 70주령 사이에 RNA 구성에서 극적인 변화, 즉 ‘노화 절벽’이 나타났습니다. 또한 더 느리고 지속적인 추세도 관찰했습니다. 일부 정자 RNA 절편은 나이가 들수록 길어졌고, 더 짧은 절편은 감소했습니다.
Chen은 “이는 직관에 반하는 결과처럼 보였습니다”라고 말했습니다. “나이가 들수록 정자 DNA가 더 많이 절편화된다는 사실은 이미 알고 있었기 때문에 RNA도 같은 양상을 보일 것으로 예상했습니다. 그러나 특정 정자 RNA는 오히려 더 길어졌습니다.”
중요한 점은 이러한 RNA 변화가 단순한 분자 표지자 이상이었다는 것입니다. 연구진이 생물학적으로 초기 배아와 유사한 생쥐 배아줄기세포에 ‘노화 RNA’ 세트를 도입하자 유전자 발현이 크게 변했으며, 특히 대사 및 신경퇴행성 질환과 관련된 경로에서 변화가 두드러졌습니다. 이는 정자 RNA가 초기 배아의 대사 프로그래밍에 영향을 미쳐 자녀의 장기적인 건강 위험을 형성할 수 있음을 시사합니다.
핵심 신호는 분리한 정자 머리에서 나온 RNA를 분석했을 때만 나타났습니다. 정자 머리는 유전 물질과 RNA를 난자에 전달하는 반면, 꼬리에서 나온 더 많은 잡음성 RNA가 패턴을 가렸습니다. 공동 교신저자인 University of Nevada, Reno School of Medicine 부교수 Tong Zhou는 정자 머리를 분리해 염기서열을 분석함으로써 이러한 독특한 RNA 길이 변화를 처음으로 검출할 수 있었다고 말했습니다.
연구팀은 이어 University of Utah Health의 임상 및 연구 자원을 활용해 사람의 정자 샘플에서 결과를 검증했고, 생쥐에서 나타난 양상과 매우 일치하는 RNA 노화 패턴을 확인했습니다. University of Utah Andrology and IVF Laboratories 소장 Kenneth Aston은 이러한 종간 검증을 중요한 돌파구라고 평가했습니다.
이번 발견은 임상적 가능성도 지닐 수 있습니다. University of Utah Health 최고혁신책임자 James M. Hotaling은 PANDORA-seq가 향후 남성 생식능력 평가를 위한 새로운 도구가 될 수 있다며 “이러한 결과는 고령 남성이 더 충분한 정보를 바탕으로 생식 관련 결정을 내리고, 궁극적으로 생식 결과를 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다”라고 말했습니다.
연구팀은 다음으로 이러한 RNA 변화를 유도하는 효소를 규명할 예정입니다. Chen은 핵심 효소를 정의할 수 있다면 이 효소들이 중재 표적이 되어 고령 남성의 정자 질을 개선하는 새로운 생물학적 경로를 제공할 수 있다고 말했습니다.
뉴스 | 고령 부성의 위험에 대한 새로운 단서: DNA가 아닌 정자 RNA에서 핵심 변화 발생
뉴스 | 고령 부성의 위험에 대한 새로운 단서: DNA가 아닌 정자 RNA에서 핵심 변화 발생
남성이 아버지가 되는 시기를 늦추면서 고령 부성이 자녀의 비만과 사산 등 위험 증가와 관련이 있다는 근거가 늘고 있지만, 생물학적 메커니즘은 명확하지 않았습니다. University of Utah Health가 주도한 새로운 연구는 이전에 간과된 요인을 밝혀냈습니다. 바로 나이에 따라 변하는 정자 내 RNA 분자입니다.
최근 The EMBO Journal에 발표된 이 연구는 생쥐와 사람 모두에서 정자 RNA가 나이에 따라 체계적으로 변하며, 중년기에 뚜렷하고 급격한 변화가 나타난다는 사실을 확인했습니다. 연구진이 ‘노화 RNA’라고 부른 이 분자들은 세포 대사를 재편할 수 있는 것으로 보여, 늦은 나이에 아버지가 되는 것과 관련된 건강 위험을 설명할 수 있는 분자적 근거를 제시합니다.
공동 교신저자인 University of Utah Health 비뇨의학 및 인간유전학 부교수 Qi Chen은 “생쥐와 사람 모두에서 시간을 측정하는 분자 시계를 발견한 것과 같습니다”라고 말했습니다. “RNA 길이의 점진적인 변화가 조용히 축적되다가 중년기에 절벽처럼 급격한 변화를 일으킬 수 있습니다.”
과거의 부성 연령과 자녀 건강에 관한 연구는 주로 정자 DNA 절편화와 돌연변이에 초점을 맞췄습니다. 그러나 정자는 초기 배아 발달 조절에 관여하는 많은 RNA 분자도 운반합니다. Chen 연구팀은 이전 연구에서 아버지의 식단과 같은 환경 요인이 정자 RNA를 변화시켜 다음 세대에 영향을 줄 수 있음을 보였지만, 기존 염기서열 분석법으로는 가장 중요한 RNA 유형을 검출하기 어려웠습니다.
이에 연구진은 이전에는 ‘보이지 않았던’ 정자 RNA를 체계적으로 검출하는 고급 RNA 염기서열 분석법인 PANDORA-seq를 개발했습니다. 생쥐 정자에서는 약 50주령과 70주령 사이에 RNA 구성에서 극적인 변화, 즉 ‘노화 절벽’이 나타났습니다. 또한 더 느리고 지속적인 추세도 관찰했습니다. 일부 정자 RNA 절편은 나이가 들수록 길어졌고, 더 짧은 절편은 감소했습니다.
Chen은 “이는 직관에 반하는 결과처럼 보였습니다”라고 말했습니다. “나이가 들수록 정자 DNA가 더 많이 절편화된다는 사실은 이미 알고 있었기 때문에 RNA도 같은 양상을 보일 것으로 예상했습니다. 그러나 특정 정자 RNA는 오히려 더 길어졌습니다.”
중요한 점은 이러한 RNA 변화가 단순한 분자 표지자 이상이었다는 것입니다. 연구진이 생물학적으로 초기 배아와 유사한 생쥐 배아줄기세포에 ‘노화 RNA’ 세트를 도입하자 유전자 발현이 크게 변했으며, 특히 대사 및 신경퇴행성 질환과 관련된 경로에서 변화가 두드러졌습니다. 이는 정자 RNA가 초기 배아의 대사 프로그래밍에 영향을 미쳐 자녀의 장기적인 건강 위험을 형성할 수 있음을 시사합니다.
핵심 신호는 분리한 정자 머리에서 나온 RNA를 분석했을 때만 나타났습니다. 정자 머리는 유전 물질과 RNA를 난자에 전달하는 반면, 꼬리에서 나온 더 많은 잡음성 RNA가 패턴을 가렸습니다. 공동 교신저자인 University of Nevada, Reno School of Medicine 부교수 Tong Zhou는 정자 머리를 분리해 염기서열을 분석함으로써 이러한 독특한 RNA 길이 변화를 처음으로 검출할 수 있었다고 말했습니다.
연구팀은 이어 University of Utah Health의 임상 및 연구 자원을 활용해 사람의 정자 샘플에서 결과를 검증했고, 생쥐에서 나타난 양상과 매우 일치하는 RNA 노화 패턴을 확인했습니다. University of Utah Andrology and IVF Laboratories 소장 Kenneth Aston은 이러한 종간 검증을 중요한 돌파구라고 평가했습니다.
이번 발견은 임상적 가능성도 지닐 수 있습니다. University of Utah Health 최고혁신책임자 James M. Hotaling은 PANDORA-seq가 향후 남성 생식능력 평가를 위한 새로운 도구가 될 수 있다며 “이러한 결과는 고령 남성이 더 충분한 정보를 바탕으로 생식 관련 결정을 내리고, 궁극적으로 생식 결과를 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다”라고 말했습니다.
연구팀은 다음으로 이러한 RNA 변화를 유도하는 효소를 규명할 예정입니다. Chen은 핵심 효소를 정의할 수 있다면 이 효소들이 중재 표적이 되어 고령 남성의 정자 질을 개선하는 새로운 생물학적 경로를 제공할 수 있다고 말했습니다.
기사 출처:
온라인 수집