과학자들은 제트랙을 종식시키는 새로운 접근법을 제시하며 신체 시계 조절의 비밀을 발견했습니다.

듀크-NUS 의대와 캘리포니아 대학교 산타크루즈의 과학자들은 우리의 내부 시계를 조절하는 비결을 발견했습니다. 그들은 이 조절자가 카제인 키나제 1 델타(CK1δ)의 바로 끝에 위치한다는 것을 알아냈습니다. 이 단백질은 우리의 내부 생물학적 시계 또는 수면-각성 패턴과 일주기 리듬이라고 알려진 기타 일상 기능을 제어하는 ​​자연스러운 24시간 주기의 페이스 세터 역할을 합니다.

이번 연구 결과는 PNAS 저널에 발표되었으며, 신체 시계와 관련된 장애를 치료하는 새로운 접근법의 길을 열 수 있을 것으로 기대됩니다.

CK1δ는 우리의 생물학적 시계에 관련된 다른 단백질을 태그하여 이러한 리듬의 타이밍을 미세 조정함으로써 일주기 리듬을 조절합니다. 다른 단백질을 수정하는 것 외에도 CK1δ 자체도 태그될 수 있으므로 신체의 내부 시계를 실행하는 데 관련된 단백질을 조절하는 자체 능력을 변경할 수 있습니다.

이전 연구에서는 CK1δ의 두 가지 별개의 버전인 동형체 δ1과 δ2를 확인했는데, 이는 C-말단 꼬리라고 불리는 단백질 끝부분에서 단지 16개의 빌딩 블록 또는 아미노산만 다릅니다. 그러나 이러한 작은 차이는 CK1δ의 기능에 상당한 영향을 미칩니다. 이러한 단백질에 태그를 붙이면 생체 시계를 조절하는 능력이 감소한다는 것은 알려졌지만, 이것이 정확히 어떻게 일어나는지는 아무도 몰랐습니다.

연구진은 고급 분광학과 분광 분석 기술을 사용하여 꼬리를 확대한 결과, 단백질에 태그가 붙는 방식이 꼬리의 독특한 서열에 따라 결정된다는 사실을 발견했습니다.

캘리포니아 대학교 산타크루즈 화학 및 생화학과의 하워드 휴즈 의학 연구소 연구원 캐리 파치 교수이자 연구의 책임 저자는 다음과 같이 설명했습니다.

"저희의 연구 결과는 CK1δ 꼬리에 인산기가 부착될 수 있는 세 개의 특정 부위를 정확히 지적하고 있으며, 이 부위는 단백질의 활동을 제어하는 ​​데 필수적입니다. 이 부위에 인산기가 부착되면 CK1δ는 덜 활동적이 되어 일주기 리듬에 효과적으로 영향을 미치지 않습니다. 고해상도 분석을 사용하여 관련된 정확한 부위를 정확히 지적할 수 있었습니다. 정말 신나는 일입니다."

30년 전 세포 분열에서의 역할을 조사하던 중 처음으로 이 단백질을 연구한 Duke-NUS의 암 및 줄기세포 생물학 프로그램 책임자이자 이 연구의 공동 책임 저자인 David Virshup 교수는 다음과 같이 설명했습니다.

"현재 우리가 보유한 기술로, 우리는 마침내 25년 이상 답이 나오지 않은 의문의 핵심에 도달할 수 있었습니다. 우리는 δ1 꼬리가 단백질의 주요 부분과 더 광범위하게 상호 작용하여 δ2에 비해 더 큰 자기 억제를 초래한다는 것을 발견했습니다. 즉, δ1은 δ2보다 꼬리에 의해 더 엄격하게 조절됩니다. 이러한 부위가 돌연변이되거나 제거되면 δ1이 더 활성화되어 일주기 리듬이 변화합니다. 반면 δ2는 꼬리 영역에서 동일한 조절 효과가 없습니다."

이 발견은 CK1δ의 작은 부분이 전체 활동에 큰 영향을 미칠 수 있는 방법을 강조합니다. 이 자기 조절은 CK1δ 활동을 균형 있게 유지하는 데 필수적이며, 이는 차례로 우리의 일주기 리듬을 조절하는 데 도움이 됩니다.

이 연구는 또한 이러한 발견의 더 광범위한 의미를 다루었습니다. CK1δ는 세포 분열, 암 발생 및 특정 신경 퇴행성 질환을 포함하여 일주기 리듬을 넘어 여러 중요한 과정에서 역할을 합니다. 과학자들은 CK1δ의 활동이 어떻게 조절되는지 더 잘 이해함으로써 일주기 리듬 장애뿐만 아니라 다양한 질환을 치료할 수 있는 새로운 길을 열 수 있습니다.

Duke-NUS의 연구 담당 수석 부학장인 Patrick Tan 교수는 다음과 같이 말했습니다.

"내부 시계를 조절하는 것은 시차를 치료하는 것 이상입니다. 수면의 질, 신진대사, 전반적인 건강을 개선하는 것입니다. 이 중요한 발견은 우리의 일상 생활에서 필수적인 측면을 관리하는 방식을 변화시킬 수 있는 치료법에 대한 새로운 문을 열 수 있습니다."

연구자들은 식단과 환경 변화와 같은 실제 세계적 요인이 CK1δ의 태그 사이트에 어떤 영향을 미치는지 더 조사할 계획입니다. 이를 통해 이러한 요인이 일주기 리듬에 어떤 영향을 미치는지에 대한 통찰력을 제공하고 혼란을 관리하기 위한 실용적인 솔루션으로 이어질 수 있습니다.

Duke-NUS는 의학 교육 및 생물의학 연구 분야의 글로벌 리더로, 우리 커뮤니티의 이익을 위해 과학적 탐구를 초월하는 획기적인 발전을 주도합니다. 과학적 연구와 전환적 방법을 통합함으로써, 이 학교는 만연한 질병에 대한 이해를 심화하고 혁신적인 새로운 치료 방법을 개발합니다.


출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241007115447.htm

댓글 없음

아름다운 덧글로 인터넷문화를 선도해 주세요