GIST, 노랑초파리 난자형성 일주기 리듬 생성 메커니즘 규명
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GIST, 노랑초파리 난자형성 일주기 리듬 생성 메커니즘 규명
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  • 승인 2021.02.10 08:00
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노랑초파리 난자형성의 일주기를 생성하는 신경내분비 생체시계 규명.
노랑초파리 난자형성의 일주기를 생성하는 신경내분비 생체시계 규명.

국내 연구진이 노랑초파리 난자 형성 일주기 리듬 생성 메커니즘을 규명했다. 척추동물의 번식기를 결정하는 신경과 분자 연구에 적용할 단초가 될 전망이다.

광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 김영준 생명과학부 교수팀이 노랑초파리 뇌 생체시계가 방출하는 소마토스타틴계 신경펩타이드가 난자형성 일주기 리듬을 생성에 관여하는 메커니즘을 규명했다고 10일 밝혔다.

연구팀은 신경세포 활성조절과 유전자 발현조작 기술을 적용, 노랑초파리 뇌에 존재하는 약 10만개의 신경세포 가운데 6쌍의 생체시계 신경(후방등쪽신경)이 뇌간 영역에 위치한 인슐린 성장호르몬 분비 세포의 활성을 주기적으로 억제한다는 사실을 확인했다. 이를 통해 난자 형성을 촉진하는 생식호르몬인 유약호르몬(JH) 분비 리듬을 생성해 난자형성 일주기 리듬을 만들고 있다는 사실을 밝혔냈다.

동물 생체시계는 계절에 따른 낮밤 길이 변화를 감지해 번식기를 결정하는데 중요한 기능을 하는 것으로 추정되지만 암컷 번식기를 결정하는 메커니즘은 알려지지 않았다. 생체시계 연구의 중요한 모델 동물인 노랑초파리 뇌에는 생체시계 기능을 수행하는 약 150개의 신경이 노랑초파리의 행동 주기와 호르몬 분비 리듬 등 다양한 생리작용의 일주기 리듬을 생성한다. 하지만 뇌 생체시계가 어떻게 번식기 형성에 중요한 난자형성 주기를 생성하는지는 밝혀진 바 없다.

연구팀은 DN1p 생체시계 신경이 주기적으로 방출하는 소마토스타틴계 신경 펩타이드인 알라토스타틴-C가 인슐린 성장호르몬 세포의 분비 활성을 억제한다는 것을 최초로 발견했다.

김영준 교수는 “알라토스타틴-C 방출 생체시계 신경과 생식호르몬 분비 및 난자형성 리듬과의 인과 관계는 아직 미지의 영역인 척추동물의 번식기를 결정하는 신경과 분자 메커니즘을 밝히는데 중요한 통찰을 제시할 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 GIST가 지원하는 생명의과학융합연구소사업, 한국연구재단이 지원하는 중견연구자지원사업, 한국초파리연구자원은행사업 일환으로 이뤄졌으며 자연과학 분야 세계적 권위지인 미국국립과학원회보(PNAS) 온라인에 게재됐다.


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