생체시계 속도 조절하는 새로운 작동원리 규명
생체시계 속도 조절하는 새로운 작동원리 규명
  • 배원숙 기자
  • 승인 2012.03.29 12:52
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국내 연구진이 사람의 수면과 기상의 리듬인 생체시계의 속도를 조절하는 새로운 작동원리를 규명했다.

김은영 아주대 의대 교수와 조진원 연세대 시스템생물학과 교수 연구팀은 사람의 모든 행동과 생리작용이 24시간을 주기로 생체리듬을 갖지만 아세틸그루코사민(O-GlcNAc) 수식화에 따라 생체시계 속도가 빨라지거나 느려진다는 사실을 발견했다고 28일 밝혔다.

연구팀은 생체시계 핵심 단백질인 피어리어드(period)에 아세틸그루코사민(O-GlcNAc) 수식화가 잘 안되면 생체시계의 속도가 빨라져 약 21시간의 행동 리듬을 나타내지만, 과도하게 수식화되면 생체시계의 속도도 느려져 약 27시간의 행동 리듬을 나타낸다는 사실을 밝혀냈다.

피어리어드 단백질은 생체시계를 이루는 핵심 단백질로, 피어리어드 단백질에 가해지는 수식화에 의해 피어리어드 단백질의 양과 기능도 변화해 자연스럽게 시간을 알려주는 분자적인 지표가 된다.

이번 연구는 피어리어드 단백질에 O-GlcNAc 수식화가 일어난다는 사실을 처음으로 밝혀내고, 이 피어리어드 단백질의 O-GlcNAc 수식화 정도가 생체시계의 속도를 조절할 수 있음을 동물 모델(초파리)을 통해 개체수준에서 규명했다.

또 김 교수팀은 세포의 영양(또는 대사 상태)에 따라 단백질의 O-GlcNAc 수식화가 달라지므로, 음식물 섭취와 대사과정이 생체시계에 영향을 미칠 수 있음도 확인했다.

늦은 밤에 과식하면 쉽게 뚱뚱해지는 것처럼 생체시계가 파괴되거나 교란된 동물들에서 대사 질환이 발병되고, 인위적으로 비만을 유발하면 생체시계가 교란된다는 사실도 입증됐다.

김 교수는 "포도당으로부터 유래된 O-GlcNAc 수식화의 정도에 따라 피어리어드 단백질의 기능이 변화해 생체시계의 속도가 달라진다는 것은 영양 또는 대사 상태가 생체시계와 상호 작용한다는 원리를 이해하는데 핵심적인 실마리를 제공한 것으로 의미가 있다"고 밝혔다.

이번 연구 결과는 생명과학분야 학술지인 '유전자와 발생(Genes and Development)'지에 게재됐다. [데일리경제]


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