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UNIST, 24시간 수면 주기 조절하는 생체시계 유전자 발견잠 적게 자는 초파리서 유전자 변이 발견해 원리 규명
  • 과학팀
  • 승인 2021.11.22 16:26 ㅣ 수정 2021.11.22 16:26  
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울산과학기술원(UNIST)은 24시간 수면 주기를 조절하는 새로운 생체시계 유전자를 발견했다고 밝혔다.

22일 UNIST에 따르면 생명과학과 이종빈·임정훈 교수 연구팀은 잠을 비정상적으로 적게 자는 '부지런 초파리'에서 'Tango10'(Transport and Golgi organization 10) 유전자 변이를 발견해 그 신경생물학적 원리를 규명했다.

Tango10 유전자가 고장 나면 페이스메이커 신경세포가 흥분 상태를 유지해 수면의 주기성이 방해받는다고 연구팀은 설명했다.

페이스메이커 신경세포는 24시간 주기 정보를 뇌 속 다른 신경 세포에 전달해 모든 신경세포가 동일한 주기를 갖도록 한다.

연구팀은 Tango10 유전자에 변이가 나타난 부지런 초파리의 페이스메이커 신경세포가 생체 시계를 동기화하는 기능이 망가져 있었다고 설명했다.

이 초파리는 24시간 주기로 보여야 하는 신경 말단의 모양 변화가 없었으며, 다른 세포들의 생체 시계를 동기화하기 위해 신경 말단에서 분비되는 물질인 PDF(Pigment-Dispersing Factor) 신경펩타이드도 정상적이지 않았다.

PDF는 24시간 주기로 축적과 분비를 반복해야 하는데, Tango10 돌연변이는 신경 말단에 PDF가 계속 축적되어 있었다.

연구팀은 Tango10 유전자가 단백질 유비퀴틴화(76개의 아미노산으로 구성된 작은 단백질인 유비퀴틴에 의해 단백질이 표지되는 과정)를 매개하는 방식으로 이 같은 페이스메이커 신경세포의 기능과 수면 조절에 관여한다고 밝혀냈다.

이를 입증할 Tango10-Cullin3 단백질 복합체를 찾아냈는데, 이 단백질 복합체는 페이스메이커 신경세포 말단에 24시간 주기로 축적돼 있었다.

Cullin3는 단백질에 유비퀴틴을 붙이는 작용으로 널리 알려진 효소다.

임정훈 교수는 "Tango10-Cullin3 에 의해 실제로 분해되는 표적 단백질을 찾고, 인간의 일주기 수면 장애와의 관련성을 추가로 규명한다면 수면 장애 치료 등에 대한 단서를 찾을 수 있을 것"이라고 말했다.

연구는 미국 노스웨스턴대학교 라비 알라다 교수팀과 공동으로 이뤄졌으며, 미국 국립과학원회보(PNAS)에 23일 자로 공식 게재될 예정이다.

연구 수행은 한국연구재단 바이오의료기술개발사업과 창의도전연구기반지원사업의 지원을 받았다.

<연합>

과학팀  press@jeonpa.co.kr

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