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프랑스국립보건의학연구소(Inserm) 및 미국 캘리포니아 대학 국제 공동 연구팀이 최근 생쥐를 이용하여 24시간 동안 신진대사 조절을 위한 도해서(atlas)를 제작하는 데 성공했다. 과학계 전반에서 활용 가능한 이 지도는 고지방 식단이 생체 시계를 교란시켜 신체 기관의 기능을 방해한다는 사실을 밝혀냈다.사람의 생체 리듬을 조절하는 생물학적 시계는 10년전 과학자들이 생각하던 것보다 훨씬 더 복잡하다. 중앙 생체 시계는 수면, 기분전환, 소화기능 등 주기적으로 우리 신체의 기능을 조절하기 위해 24시간의 생체 리듬을 부과한다. 그러나 동시에 우리 몸은 각 기능들을 최적화 하기 위해, 여러 장기(망막, 간, 근육 등) 내에 각각의 주변 시계를 갖추고 있다. 이 시계들은 신체 내외부의 제약에 맞춰 적응하기 위해 중앙 생체 시계가 부과한 생체 리듬을 개선하고 각 기관의 기능을 향상시킨다. 그 덕분에 밤에 일하는 사람들은 중앙 생체 시계가 망막에 휴식을 취하도록 지시하더라도 좋은 시력을 유지할 수 있다. 각각의 시계에는 동기화 기능이 탑재되어 있으며, 중앙 시계는 주로 빛 노출에 따라 조절되며 주변 시계에 생체 리듬을 부여한다. 또한 아직 밝혀지지 않은 여러 신호들을 주변 시계에 전달한다.신진대사의 생체 리듬에 대한 추가적인 이해를 위해, 국제공동연구팀은 생쥐를 이용해 24시간 신진대사에 관한 도해서(atlas)를 만들어냈다. 본 도해서는 과학계 전반에 걸쳐 활용이 가능하다. 도해서 제작을 위해 매 4시간마다 실험동물의 근육, 지방조직, 간, 혈청 및 정자 샘플을 채취하여 조직 및 체액 세포에서 수백가지 대사산물(지방산, 아미노산, 당류, 펩타이드, 비타민 및 뉴클레오타이드 등)을 측정하였다. 이를 통해, 각 조직의 특성 및 낮과 밤의 시간변화에 따른 대사산물의 농도 변화를 기록했다. 이와 함께, 각 기관들의 동시다발적인 기능 확대가 관찰되었으며, 다양한 기관들 간의 강한 유사성 및 공진(synchronous oscillations) 또한 관찰되었다. 이에 대해 연구팀의 Sassone-Corsi 박사는 기관들이 각각의 기능을 조율하기 위해 서로 의사소통을 하는 것으로 보이며, 이와 같은 의사소통의 경로가 무엇이며 진로 방해 시 어떤 일이 발생하는 지 추가 연구가 필요하다고 설명했다.이 후, 연구팀은 실험을 재개하여 생쥐에게 고지방식을 제공하였으며 이에 따라 기존에 생쥐에서 관찰되었던 모든 신체 리듬이 파괴되었음에 주목했다. 고지방식 식단을 제공한 경우, 정상적인 조건에서 관찰 가능했던 다양한 대사산물이 전혀 나타나지 않았다. Sassone-Corsi 박사는 동 실험을 통해 과도하게 풍부한 서양식 식단은 생체 시계를 망가뜨리며, 건강에 해로운 영향을 주는 것이 분명해 보인다고 설명했다. |
