생물시계장치를 원자수준에서 해명한다(Molecular mechanism for the circadian clock at the atomic level)

전문가 제언

□ 9억년 전 18시간이었던 지구의 하루는 자전주기가 조금씩 늘어나(1백 만년 마다 약 24초 길어진다고 함) 오늘날 24시간으로 되었다는 것이다. 이러한 지구의 주야의 반복이 지구상에 생겨난 모든 생물들의 개일(槪日) 리듬을 만들었다고 생각된다. 역사적으로 생물주기의 연구는 식물로부터 시작되었으며 1729년에 프랑스 학자가 처음으로 heliotrope 식물의 잎이 낮과 밤에 열리고 닫히는 현상을 보고하였고 1900년대 초에 이르러 벌이 꽃을 찾는 특정시간대의 관찰을 보고하였다. 1950년대에 이르러서야 처음으로 Krammer가 생체시계의 존재를 증명하였다.

□ 생체시계의 유전자로 초파리에서의 per와 tim 유전자가 발견되고 남색세균에서는 kaiA, B, C의 발견에 이어 이제 국내 연구진에 의해 PLCβ-4라는 유전자가 생체시계의 시간정보를 뇌의 시상하부에 있는 시신경교차상부핵(SCN)에 전달하여 생체주기를 조절한다는 것을 밝혀내기에 이르렀다. 그런가 하면 미국 ETA사는 안경과 발광체를 결합하여 시신경에 빛을 쪼임으로서 수면주기를 조절하는 “삼내비”(somnavue)를 개발하여 생체리듬을 필요에 따라 조절(예를 들어 군인)할 수 있게 되었다. 현재 이러한 생체리듬의 조절을 부작용을 줄이면서 각종 질환의 치료에 이용할 뿐만 아니라 생체리듬의 원리를 이용한 시간 요법형 약물도 개발되고 있다.

□ 이러한 인위적인 생체리듬의 제어가 생체의 항상성 유지에 대해 어떠한 부작용을 가져올지는 분명한 의문점으로 남아 있다. 또한 사람은 SCN 이외에 거의 모든 장기와 조직, 세포에 까지 고유한 생체시계를 가지고 있으므로 단일 생체시계 유전자가 아니라 각 부문에도 복수의 유전자가 있을 것이고 이들이 어떻게 복합적인 작용에 의해 조절되고 reset되는지는 이제 이 분야 연구의 시초에 불과하다. 이런 시점에서 국내에서도 위험부담이 상대적으로 큰 인체보다는 가축이나 식물(예; 채소, 과일, 벼)의 생산성을 높일 수 있는 방향으로 생체리듬을 조절할 수 있는 생체리듬 유전자의 발견과 이들의 복합적인 기작을 연구할 수 있도록 체계적이며 분업화된 효율적인 연구가 요구된다.

저자

Tatsuya Uzumaki ; Fumio Hayashi ; Masahiro Ishiura

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

바이오

연도

2005

권(호)

50(2)

잡지명

단백질핵산효소(A020)

과학기술
표준분류

바이오

페이지

111~120

분석자

백*화

분석물

• 생물시계장치를 원자수준에서 해명한다.pdf [189,556 byte]

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