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건강

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질병의 위험 인자로서 24시간 주기 리듬의 교란

<KISTI의 과학향기> 제3290호

과학자들이 주요 기관의 일을 유지하는 것을 돕는, 간 세포에 있는 시간을 기록하는 작용기전이 그 자연적인 리듬이 교란될 때 질병의 원인이 될 수 있다고 보고했다.
 
핵 수용체 단백질 HNF4A의 이중 기능은 당뇨병과 암과 같은 질병에 대한 잠재적인 설명을 제공한다. 그것은 또한 그러한 질병들이 야간 근무자, 도시 거주자, 국제적인 여행을 많이 다니는 사람들을 포함해서, 수면이 교란된 사람들에서 더 흔한 이유를 설명하는데 도움이 된다.
 
기관들이 밤과 낮의 순환에 적응할 수 있게 하는 세포에 있는 내부 시계가 24시간 주기 리듬을 이끈다. 이 주기가 교란되면 건강 문제가 나타날 수 있어서, 과학자들은 그 교란된 시계가 어떻게 질병을 일으킬 수 있는지를 보기 위해서 세포의 거동을 연구하고 있다. 이것은 표적화 의학 치료를 향한 중요한 단계이다.
 
역학 연구를 통해, 현대적 생활방식과 생물학적 내부 시계 사이의 연관성이 점점 더 많이 드러나고 있다.
 
연구자들이 간과 신장, 장의 배아 발달과 연관된 것으로 여겨지는 잘 알려진 단백질인 HNF4A에 집중했다. 그들은 쥐와 인간에서 유래한 간과 대장 세포를 조사하고 HNF4A가 이들 기관에서 24 시간 주기 시계와 밀접하게 연관되는 것을 발견했다. 그 단백질은 CLOCK와 BMAL1의 작동을 억제하는데, 이것들은 포유동물에서 24시간 주기 리듬을 이끄는 중요한 분자 톱니로서 작용한다.
 
세포 핵에서, 핵 수용체들은 세포로부터 화학적 신호를 받아서 다른 단백질들과 쌍을 이루어서 세포 발달, 항상성, 및 대사를 조절하는 특정한 유전자들을 촉발시킨다. 그 수용체들은 정상적 세포 기능을 위해서 필요한 정보를 통합함으로써, 세포 전기 회로망의 중심에서 활동한다. 그들은 24시간 주기 시계가 핵 수용체로서 HNF4A의 전형적인 기능의 하루 주기를 조정한다는 것을 처음으로 밝혔다.
 
세포 안에서, 그 시계의 톱니는 보편적이지만, 그 시계 바늘은 각각의 기관에 특이적이어서, 그 시계가 어떻게 작동하는지는 세포에 따라 다르다. 그들은 간에서 조직-특이적인 단백질들을 살피고, HNF4A가 24시간 주기 시계와 연관되어서, 그 시계와 그 시계의 주기에 의해서 조절되고, 결국 그 시계를 조절한다는 것을 알아냈다.
 
HNF4A 유전자의 돌연변이는 MODY1이라고 불리는 희귀한 유전성 당뇨병의 원인이 되는 것으로 알려져 있고, 그 발현 장애는 간암과 밀접하게 연관되어 왔지만, 그 기전은 알려지지 않았다. 이 발견은 시계의 교란이 잠재적인 작용 기전일 수 있다고 제시하고, 24시간 주기 리듬의 조절과 질병의 발달 사이의 연관성을 제공한다.
 
이 연구는 역학을 넘어서, 특정한 질병에 대한 위험 인자로서 24 시간 주기 리듬의 기전을 살폈다.

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