‘생체시계 뇌신경망 교신유전자’ 첫 규명

KAIST 김재섭 교수팀, ‘뉴론’지 10월호 게재

국내 연구진이 생체시계 신경세포 교신을 이루는 유전자를 세계 최초로 발견해 수면장애, 생체리듬 장애로 인한 각종 생리질환의 치료법 개발 활로 열었다.
 
한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 김재섭 교수팀은 바이오벤처 제넥셀과의 공동연구로 새로운 생체시계 뇌신경망 교신 유전자를 발견 ‘한(Han)’이라 명명하고, 연구결과를 신경과학 분야의 최고 권위지인 ‘뉴론(Neuron)’지 10월 20일자에 게재했다.
 
김재섭 교수팀은 제넥셀이 구축한 2만5천여종의 형질전환 초파리를 이용해 새로운 생체시계 유전자 ‘한’을 발견했다.
 
생체시계 신경 세포들의 표면에 존재하고 있는 이 유전자로부터 만들어지는 단백질은 ‘피디에프(PDF)’라는 리간드 단백질의 수용체로 작용했으며, 생체시계 신경세포 중에서 마스터(master) 생체시계 신경세포가 하루 24시간의 주기에 따라 각기 다른 양의 피디에프를 분비했다.
 
뇌의 다른 부위에 존재하는 생체시계 신경세포들은 표면에 있는 한 수용체 단백질을 통해 이 신호를 받아서 자기의 생체시계 작동을 마스터 신경세포의 생체시계 시각과 동조화 시켰다.
 이렇게 해서 생체시계 신경망을 담당하는 모든 신경세포들 안에 있는 생체시계는 동일한 시각으로 맞춰지게 된다.
 
즉, 피디에프와 한 단백질을 이용한 생체시계 신경세포들 사이의 교신이 정확하게 이뤄져 생체시계의 시각 결정을 담당하는 모든 신경세포가 특정 시간을 모두 동일한 시간으로 인식하여 일사 분란하게 몸을 조절하는 것이다.
 
김재섭 교수는 “학문적으로는 생체시계를 담당하는 뇌신경들이 어떻게 서로 교신 하는 지를 알 수 있게 되었으며, 의학적으로는 수면 장애와 생체리듬 장애로 인한 각종 생리 질환 치료법 개발에 새로운 길을 열게 되었다”고 이번 연구 성과의 의의를 밝혔다.
 
한편 우리 몸은 대뇌 아래 시상하부에 존재하는 일부 신경세포가 시계의 기능을 하기 때문에 이 시계를 ‘생체시계’라고 부르고 있으며, 그동안 이 생체시계 신경세포 각각의 내부에서 작동하는 유전자들은 알려져 왔다.
 
하지만 정작 각각의 생체시계 신경세포가 어떻게 서로 교신하여 하나의 완벽하고 정교한 생체시계 신경망을 이루어 우리 몸의 시간을 지배하는 지는 지금까지 베일에 쌓여 있었다.
 
조현미 기자([e-mail])
2005-10-20