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[연구] “수면 유도하는 아미노산 찾았다”

김성화 기자ksh2@healthi.kr 입력 : 2019-07-29 11:38  | 수정 : 2019-07-29 11:41

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아미노산 대사 경로의 효소 작용과 대사 산물에 의한 수면조절
자료=UNIST

 

[헬스앤라이프 김성화 기자] 수면을 돕는 아미노산 섭취를 통해 수면장애를 해결할 수 있는 방법이 국내 연구진에 의해 제시됐다.

 

울산과학기술원(UNIST)은 생명과학부 임정훈 교수팀이 동물성 단백질에 많이 포함돼 있는 필수 아미노산 가운데 하나인 ‘트레오닌’의 섭취가 수면을 유도하는 현상과 그 신경생물학적 작용 원리를 규명했다고 28일 밝혔다.

 

연구진은 형질전환 초파리의 수면 행동을 이용해 특정한 음식물의 섭취에 의한 수면 조절의 가능성을 검증했다. 20가지 아미노산을 각각 섭취한 초파리의 수면 변화를 분석한 결과 ‘트레오닌’이 수면을 유도하는 특이적인 아미노산으로 작용한다는 사실을 발견했다.

 

트레오닌을 섭취한 초파리는 깨어있는 상태에서 잠드는 데까지 걸리는 시간이 짧았고 트레오닌을 섭취하지 않은 초파리에 비해 오랫동안 수면을 유지한 것이다. 이런 현상은 트레오닌이 뇌 신경세포의 신호전달에 영향을 주기 때문에 나타난다는 내용도 이번 연구로 밝혀졌다.

 

트레오닌을 많이 섭취하면 신경세포의 활성을 억제하는 신경전달물질인 ‘가바’ (Gamma-AminoButyric Acid)의 양이 줄고, 수면을 촉진하는 핵심 뇌 부위의 대사성 가바 수용기(metabotropic GABA receptor)를 통한 신호가 약해진다. 그 결과 빨리 잠들고 오래 자게 되는 것이다.

 

연구진은 다른 한 편으로 신경세포에서 트레오닌을 분해하는 효소의 생성이 억제된 형질전환 초파리를 제작했다. 이러한 초파리는 트레오닌을 음식물로 섭취하지 않아도 뇌 속 트레오닌의 양이 증가하는데 이때에도 수면촉진 효과가 확인됐다.

 

임정훈 교수는 “수면의 새로운 조절 인자로서 뇌 신경세포 내 아미노산 대사 작용의 중요성을 밝힌 연구”라며 “중추신경에 인위적으로 작용해서 부작용을 일으키는 수면장애 치료제가 아닌 새로운 패러다임의 수면장애 치료제 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다.

 

이번 연구는 서경배과학재단의 신진과학자 연구지원 프로그램, 한국연구재단의 선도연구센터지원사업과 X-프로젝트의 지원으로 이뤄졌으며 생명과학·의학 분야의 권위 있는 국제학술지인 <이라이프(eLife)>에 17일 게재됐다.

 

임정훈 UNIST 생명과학부 교수
사진=UNIST

 

******아래는 논문 원본 일부 발췌본 (Downloaded from eLife)

 

Sleep-promoting effects of threonine link amino acid metabolism in Drosophila neuron to GABAergic control of sleep drive

Yoonhee Ki, Chunghun Lim

 

 

Abstract

 

Emerging evidence indicates the role of amino acid metabolism in sleep regulation. Here we demonstrate sleep-promoting effects of dietary threonine (SPET) in Drosophila. Dietary threonine markedly increased daily sleep amount and decreased the latency to sleep onset in a dose-dependent manner. High levels of synaptic GABA or pharmacological activation of metabotropic GABA receptors (GABAB-R) suppressed SPET. By contrast, synaptic blockade of GABAergic neurons or transgenic depletion of GABAB-R in the ellipsoid body R2 neurons enhanced sleep drive non-additively with SPET. Dietary threonine reduced GABA levels, weakened metabotropic GABA responses in R2 neurons, and ameliorated memory deficits in plasticity mutants. Moreover, genetic elevation of neuronal threonine levels was sufficient for facilitating sleep onset. Taken together, these data define threonine as a physiologically relevant, sleep-promoting molecule that may intimately link neuronal metabolism of amino acids to GABAergic control of sleep drive via the neuronal substrate of sleep homeostasis.

 

※ 출처  eLife


ksh2@healthi.kr

 

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