[쿠키과학] ‘노화 부르는 세포 속 RNA, 원인 찾았다’… KAIST, ‘면역 경보 RNA’ 규명

FARSA 단백질이 dsRNA 축적 억제해 면역 과활성 차단
미토콘드리아 유래 RNA 축적되면 만성 염증·노화 가속
AlphaFold3 활용 dsRNA 결합 구조 예측·실험 검증
예쁜꼬마선충·인간 노화세포 모델서 수명단축 연관성 확인

승인 2026-05-26 12:19:20

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FARSA의 dsRNA 조절을 통한 면역-장수 균형 유지 역할. FARSA는 DHX37 효소와 함께 미토콘드리아 유래 dsRNA가 세포질에 쌓이지 않도록 조절해 면역 과활성화를 막고 노화를 늦춘다. 반대로 FARSA 기능이 떨어지면 dsRNA가 축적돼 면역 센서(RIG-I·PKR)가 과도하게 활성화되고, 만성 염증과 함께 노화가 촉진된다. 한국연구재단

KAIST가 세포에 축적되는 ‘이중가닥 RNA(dsRNA)’가 노화를 촉진하는 핵심 신호임을 규명했다.

이번 연구는 노화를 세포 내 신호 균형 붕괴의 결과로 제시해 향후 노화 질환 치료 전략 개발의 새로운 단서가 될 전망이다.

한국연구재단은 KAIST 생명과학과 이승재 교수팀, 생명화학공학과 김유식 교수팀이 세포 내 이중가닥 RNA 항상성을 조절하는 단백질 ‘FARSA’의 기능과 dsRNA 축적에 따른 면역 과활성화가 노화를 촉진하는 분자적 기전을 확인했다고 26일 밝혔다.

FARSA는 세포 내에서 단백질을 합성할 때 페닐알라닌을 운반 RNA(tRNA)에 결합시키는 역할을 하는 것으로 알려졌지만, 이번 연구에서 이중가닥 RNA와 직접 결합해 그 수준을 조절하는 기능도 수행하는 것으로 밝혀졌다.

이중가닥 RNA는 일반적으로 바이러스 감염 시 생성되는 면역 경보 신호로 알려져 있다.

바이러스 유래 dsRNA가 세포 안에서 발견되면 몸은 즉각 면역 반응을 가동한다. 그런데 최근 연구들은 우리 몸 세포도 자체적으로 dsRNA를 생성한다는 점을 보여줬다.

그러나 이런 ‘내인성 dsRNA’가 노화 과정에서 어떤 역할을 하는지는 명확히 밝혀지지 않았다.

연구팀은 예쁜꼬마선충과 인간 노화세포 모델을 분석한 결과 나이가 들수록 세포 내 dsRNA 양이 증가하고, 이 축적이 수명 단축과 밀접하게 연결된다는 사실을 확인했다.

특히 세포 내 단백질 합성 효소로 알려졌던 FARSA 단백질이 dsRNA를 직접 조절하는 새로운 기능을 수행한다는 점을 밝혀냈다.

연구팀은 AI 기반 단백질 구조 예측 기술인 AlphaFold3를 활용해 FARSA 내부에 dsRNA와 결합 가능한 특수 구조가 존재할 가능성을 확인했다.

이후 공동면역침강(Co-IP) 실험을 통해 실제로 FARSA가 dsRNA와 상호작용한다는 점을 검증했다.

연구진에 따르면 FARSA는 미토콘드리아에서 유래한 dsRNA가 세포질에 과도하게 축적되지 않도록 관리한다.

이 과정에서 RNA 구조를 풀어주는 효소인 DHX37과 협력해 dsRNA를 제거한다.

하지만 노화가 진행되면 FARSA 발현량이 감소하고, 억제되지 못한 dsRNA가 세포질에 쌓인다.

이후 세포는 이를 바이러스 침입 신호로 오인해 면역 센서인 RIG-I와 PKR을 활성화시켜 만성 염증과 면역 과활성화로 이어지면서 노화가 가속되는 구조다.

이번 연구는 RNA 항상성 붕괴와 노화를 연결하는 핵심 고리를 분자 수준에서 규명해 큰 의미를 갖는다.

기존에는 RNA 균형 붕괴가 노화와 관련 있다는 수준의 관찰에 머물렀다면, 이번 연구는 dsRNA 축적이 면역 반응을 과도하게 활성화해 실제 노화를 촉진한다는 점을 실험적으로 입증했다.

또 미토콘드리아 유래 dsRNA가 만성 염증을 유도하는 구체적 경로를 밝히면서 노화 관련 질환 연구에도 활용 가능성도 제시했다.

연구팀은 향후 FARSA와 dsRNA 조절 경로를 표적으로 삼아 노화 속도를 늦추거나 만성 염증·신경퇴행성 질환을 제어하는 전략 개발이 가능할 것으로 기대하고 있다.

이 교수는 “dsRNA를 선택적으로 조절할 수 있는 기술과 약물 전달 체계 개발, 동물 모델 기반 안전성 검증 연구를 이어갈 계획”이라고 설명했다.

한편, 이번 연구 결과는 26일 국제학술지 ‘몰레큘러 셀(Molecular Cell)’ 온라인에 게재됐다.
(논문명: Phenylalanyl-tRNA synthetase FARS-1/FARSA balances longevity and immunity by downregulating endogenous mitochondrial double-stranded RNAs / 저자 : 이승재 교수(공동 교신저자/KAIST), 김유식 교수(공동 교신저자/KAIST), 손주연 박사(공동 제1저자/KAIST), 전문현 (공동 제1저자/KAIST), 이한슬(공동저자/KAIST), 임진아 박사(공동저자/KAIST), 함석진 박사(공동저자/KAIST), 박지수 박사(공동저자/KAIST), 이종선 박사(공동저자/KAIST), 정윤지 박사(공동저자/KAIST), 이기윤 박사(공동저자/KAIST), 민혜민 박사(공동저자/KAIST), 강은석(공동저자/KAIST), 장예림(공동저자/KAIST), 공윤희(공동저자/KAIST), 봉다정(공동저자/KAIST))

이재형 기자 jh@kukinews.com