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KAIST-서울대 연구팀, 동물이 식습관 조절하는 원리 규명
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KAIST-서울대 연구팀, 동물이 식습관 조절하는 원리 규명
  • 새교육정보
  • 승인 2021.05.07 16:31
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초파리의 필수아미노산 항상성 유지 기전 모식도(KAIST 제공) ©뉴스1

(대전=뉴스1) 심영석 기자 = 국내 연구진이 동물이 체내 단백질, 필수아미노산 부족을 감지하는 장 세포와 필수아미노산을 섭취하도록 섭식행동을 조절하는 구체적인 원리를 규명했습니다.

이는 생체가 어떻게 필수아미노산 결핍을 인지하고 인지 후 어떻게 식성을 조절하는지 근본적인 질문에 해답을 제공한 연구 결과로, 당뇨 등 만성질환에 대한 획기적인 치료법으로 활용할 수 있을 것으로 기대됩니다.

7일 KAIST 생명과학과 서성배 교수 연구팀과 서울대학교 생명과학부 이원재 교수 공동 연구진에 따르면 필수아미노산(Essential Amino Acids, 이하 EAA) 항상성은 수분 항상성보다 복잡한 메커니즘을 가질 수밖에 없습니다.

장내미생물의 종류에 따라 반드시 섭취해야 하는 필수아미노산의 종류가 달라지기 때문입니다.

공동연구팀은 이번 연구에서 어떤 유전자가 체내 EAA 부족을 감지하는지 찾아내고, 어떤 신호를 통해 부족한 아미노산을 섭취하도록 섭식행동을 조절하는지 규명했습니다.

EAA를 생산하는 장내미생물이 이러한 메커니즘에 어떠한 영향을 미치는지 확인하기 위한 실험을 진행했습니다.

연구진은 초파리에 다양한 EAA 결핍 상황을 유도해서 초파리의 생리학적 변화를 분자생물학적 기법을 통하여 조사했습니다.

 

 

(왼쪽부터) KAIST 김보람 연구원, KAIST 생명과학과 서성배 교수, 서울대학교 생명과학부 이원재 교수 ©뉴스1

 

 

그 결과, EAA 결핍 상황이 되면 초파리의 장 호르몬 중 하나인 CNMa 호르몬이 장 상피세포(enterocytes)에서 분비됨을 알아냄으로써 상피세포가 EAA를 흡수하면서 결핍 여부를 감지한다는 사실을 밝혀냈습니다.

공동연구진은 CNMa 호르몬이 발현되는 과정에서 기존에 세포 내 아미노산 센서로 잘 알려진 Gcn2와 Tor 효소들이 관여한다는 사실도 증명했습니다.

분비된 CNMa 호르몬은 그 수용체가 발현하는 장 신경세포(enteric neuron)를 활성화해서 뇌로 신호를 보냄으로써 EAA를 선호하는 식성을 가지도록 유도한다는 사실도 밝혀냈습니다.

이같은 연구결과는 Δ동물이 어떻게 체내의 EAA 결핍을 인지하는지 Δ인지 후 어떻게 EAA를 선호하는 식성을 유도하는지를 분자적 수준에서 설명한 최초의 논문입니다.

연구진은 여기에 장내세균-장-뇌 축(microbiome-gut-brain axis)의 상호작용이 작용한다는 것을 최초로 증명했습니다.

제1 저자인 KAIST 김보람 박사는 “미생물 섭취라는 방법을 통해 현대인의 불균형한 식습관으로 인한 만성 질병을 개선할 수도 있을 것”이라고 말했습니다.

한편, 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처’지 5일자 온라인판에 게재됐습니다.


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