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생물시계 관련 유전자와 시간계측 메커니즘 연구의 발전

전문가 제언: ○ 모든 생물체는 자신의 행동'과 '생리 기능'에 영향을 미치는 24시간 일주기성의 자연적인 신체 리듬을 가지며, 이는 생물학적 시계에 의해 유지되며 이 시계의 가동을 위해서는 다양한 핵심 유전자가 필요하다.

○ 생체시계는 크게 호흡이나 심장 박동 등의 24시간보다 짧은 주기(ultradian rhythm), 빛에 의해 조절되는 거의 24시간 주기(circadian rhythm) 및 여성의 생리 등의 24시간 보다 긴 주기(infradian rhythm)를 갖는다.

○ 2000년 전염색체 염기배열 결정 등에 따른 애기장대의 생물시계 메커니즘 규명의 비약적인 진전에 따라, 다양한 시계 관련 유전자가 동정되었으며, 이들 유전자의 상호작용에 의해 구축되는 네트워크로서의 시계기구를 분자 수준에서 이해할 수 있게 되었다. 본 보고서는 이들 최신 지식의 해설과 함께, 시계 관련 유전자 PRR 패밀리의 작용을 포함하여 명암주기에 응답하여 다양한 고차현상을 정교하게 제어하는 애기장대의 일주기성 시계의 분자모델에 관한 해설이다.

○ 한편 시계에 의해 제어되는 식물의 고차기능 해석에 의하면 시계 중심 진동체의 하류에는 다양한 출력계 네트워크가 있으며, 그 전모를 규명하는 것은 향후의 과제로서, 이는 다양한 시계 관련 변이체를 이용한 transcriptome이나 metabolomics 등의 시스템 해석이 유효하다고 생각된다.

○ 앞으로는 효과적인 유전자 발현 측정 기술, 생체시계 조절 유전자 활용 기술, 생체시계 조절인자 검지 기술 등의 미시적 차원의 생물과학적 측면에서의 생물시계에 대한 접근을 통해, 계절성 우울증, 심야근무자의 작업 효율, 장거리 여행자의 시차 적응 등의 생활패턴, 업무능률 및 건강 문제 등의 실생활과의 접목을 통한 거시적 차원의 사회문화적 측면에서의 접근에도 보다 많은 관심이 필요한 시점이다.

저자: Norihito NAKAMICHI, Takeshi MIZUNO
자료유형: 학술정보