생체시계 작동의 기작 규명
과기부, 유전자 적중 생쥐 이용
2003-03-17 의약뉴스
이 연구결과의 제목은 "Translation of clock rhythmicity into neural firing in suprachiasmatic nucleus requires mGluR-PLCbeta4 signaling" 로'Nature Neuroscience' 지에 게재된다.
생체 시계는 시신경 교차상핵(SCN: Suprachiasmic nucleus)이라 불리는 뇌의 시상하부의 한부분에 위치하는데, SCN에서 시계 유전자들이 상호작용을 통해 서로의 발현을 조절함으로서 시계 단백질들의 양이 하루를 주기로 변화하게 되는데, 시계 유전자들에 의해서 만들어진 생체 시계가 어떻게 외부 시간에 맞추어 지는가에 대해서도 최근 들어 많은 연구가 진행되고 있다.
반면, 시계 단백질의 양이 하루를 주기로 변화하는 것으로부터 어떻게 생체시계가 우리 몸에 시간정보를 알리는 지에 대해서는 현재까지 알려진 바가 거의 없다.
즉 시계 단백질의 발현 변화에 담겨있는 시간 정보를 읽어서 시신경 교차상핵의 출력 형태로 변환하고, 이를 우리 몸의 여러 부분에 전달하는 기작에 대한 이해가 필요하다고 과기부는 설명했다.
과기부는 이번 연구에서 피엘시베타4 유전자 적중 생쥐의 생체시계 작동에 중대한 결함이 있음을 규명하여, 이를 통해 이 유전자가 생체시계가 작동하는데 있어 중요한 요소임을 증명했다고 밝혔다.
또한 피엘시베타4 유전자는 시계 단백질에 담겨있는 시간 정보를 읽어서 시신경 교차상핵의 출력 형태로 변환하는데 중요한 유전자임을 증명했다.
더불어 시신경 교차상핵에서 피엘시베타4 유전자는 특정 타입의 글루타메이트 수용체(group I mGluR)와 연결되어 있음을 증명하였음. 나아가 이 수용체가 시신경 교차상핵의 출력을 조절하는데 있어 중요한 요소임을 증명했다.
이는 시계 단백질에 담겨있는 시간 정보를 읽어서 시신경 교차 상핵의 출력 형태로 변환하는데 관련된 유전자를 시험관에서가 아닌 생체 내에서 최초로 규명했다는 데 의의가 있다.
글루타메이트와 이에 대한 수용체들은 생체시계를 환경에 맞추는데 중요한 요소들로 알려져 왔는데, 본 연구를 통해서 group I mGluR을 통한 신호전달은 생체시계의 출력 조절을 위해서도 중요한 것으로 밝혀졌다고 과기부는 설명했다.
이창민 기자(mpman@newsmp.com)