데일리메디 국내 연구진 세계 최초 '몸 생체시계' 규명

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국내 연구진 세계 최초 '몸 생체시계' 규명


[ 2005년 10월 20일 01시 16분 ]

몸의 시계기능을 관장해 '생체시계'로 불리는 뇌신경망 교신 유전자의 베일을 국내연구진이 세계 최초로 규명했다.

한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 김재섭(金在燮 42) 교수팀은 바이오벤처 제넥셀과의 공동연구를 통해 그동안 베일에 가려져 있던 몸의 시간을 지배하는 새로운 생체시계 유전자 발견 및 그 원리를 규명했다고 20일 밝혔다.

이에 따라 의학적으로는 수면 장애와 생체리듬 장애로 인한 각종 생리 질환 치료법 개발에 새로운 길이 열리게 됐다.

이 연구결과는 셀지의 자매지로서 네이처 뉴로사이언스와 쌍벽을 이루는 신경과학 분야의 최고 권위지인 '뉴론(Neuron)誌' 10월호 20일자(한국시간 20일 새벽1시)를 통해 발표됐다 .

연구진에 따르면 우리 몸은 하루 24시간 시각 주기를 기억해서 현재 시각이 아침인지 저녁인지 혹은 낮인지 밤인지를 스스로 아는 능력이 있다.

한국에 살던 사람이 미국에 가면 한국에서 기억된 시각주기 때문에 처음 며칠 동안은 밤에는 깨어 있다가 낮이 되면 졸리는 것이 한 예다. 우리 몸이 이렇게 하루 24시간 주기의 시간 흐름을 아는 것은 대뇌 아래 시상하부에 존재하는 일부 신경세포가 시계의 기능을 하기 때문인데, 이 시계를 '생체시계'라고 부른다.

정상적으로 생활하던 사람을 하루 종일 어두운 곳에 두어도 아침 시간이 되면 잠에서 깨고, 끼니마다 배가 고파지며, 또 밤 시간이 되면 잠을 자는 이유도 이 생체시계 때문이다.

생체시계의 역할은 시상하부에 위치한 수십 개의 신경세포가 담당하며 이 생체시계 신경세포 각각의 내부작동 유전자들은 그 동안 잘 알려져 있었다. 그러나 정작 각각의 생체시계 신경세포가 어떻게 서로 교신해 하나의 완벽하고 정교한 생체시계 신경망을 이루어 우리 몸의 시간을 지배하는 지는 베일에 쌓여 있었다.

김 교수팀은 제넥셀이 구축한 2만5000여 종의 형질전환 초파리를 이용, 새로운 생체시계 유전자를 발견했으며 그 이름을 '한(Han)'이라고 명명하는 등 세계 최초로 생체시계 신경망의 교신원리를 규명하는데 성공했다.

김 교수팀에 따르면 ''한(Han)'유전자로부터 만들어지는 단백질은 '피디에프(PDF)'라는 리간드 단백질의 수용체로 작용하며, 생체시계 신경 세포들의 표면에 존재한다.

생체시계 신경세포 중에서 마스터(master) 생체시계 신경세포가 하루 24시간의 주기에 따라 각기 다른 양의 '피디에프'를 분비한다. 그러면 뇌의 다른 부위에 존재하는 생체시계 신경세포들은 표면에 있는 '한(Han)'수용체 단백질을 통해 이 신호를 받아서 자기의 생체시계 작동을 마스터 신경세포의 생체시계 시각과 동조화 시킨다.

이렇게 해서 생체시계 신경망을 담당하는 모든 신경세포들 안에 있는 생체시계는 동일한 시각으로 맞춰지게 된다. 즉, '피디에프'와 '한(Han)'단백질을 이용한 생체시계 신경세포들 사이의 교신이 정확하게 이뤄져 생체시계의 시각 결정을 담당하는 모든 신경세포가 특정 시간을 모두 동일한 시간으로 인식해 일사 분란하게 몸을 조절하는 것이다.

김 교수는 "학문적으로는 생체시계를 담당하는 뇌신경들이 어떻게 서로 교신 하는 지를 알 수 있게 됐다"며 "의학적으로는 수면 장애와 생체리듬 장애로 인한 각종 생리 질환 치료법 개발에 새로운 길을 열게 됐다"고 말했다.