불면증 과일파리 돌연변이, 심각한 수면 부족에도 기억력 향상

독일 베를린 자유대학의 Sheng Huang과 Stephan Sigrist와 동료들이 오픈 액세스 저널 PLOS Biology 에 3월 20일에 발표한 연구에 따르면, 심각한 수면 부족을 겪는 과일파리 돌연변이는 후각 학습 및 기억 과제에서 더 나은 성과를 보인다고 합니다. 수면 부족에도 불구하고 기억력이 향상된 역설은 파리 뇌의 버섯체에서 단백질 키나제 A(PKA) 신호 전달로 설명할 수 있습니다.

수면은 무척추동물에서부터 포유류, 그리고 인간에 이르기까지 보존되어 있는 역동적인 과정입니다.

수면은 다양한 목적을 가지고 있는 것으로 여겨지지만, 수명과 인지를 최적화한다고 믿어지는 회복적 역할에 대해 자주 연구됩니다.

초파리 (Drosophila melanogaster)는 오랫동안 연관 학습과 기억을 연구하는 데 사용되어 왔습니다.

파리 뇌의 버섯체는 기억과 수면 조절에 필수적인 역할을 합니다.

그러나 파리버섯 신체의 신호가 기억 기능과 수면 수준 사이의 균형을 어떻게 조절하는지는 아직 불분명합니다.

새로운 연구에서 Huang, Sigrist 및 동료 연구진은 Drosophila insomniac(inc) 단기 수면 돌연변이를 사용하여 이 문제를 조사했습니다.

inc 돌연변이 는 심각한 수면 부족에도 불구하고 후각 학습과 기억 능력이 확실히 향상된 것으로 나타났습니다.

유전자 변형에 대한 스크린을 통해 PKA 신호 전달 경로가 inc 돌연변이의 수면 결핍을 특별히 조절한다는 것이 밝혀졌습니다.

증가된 PKA 신호전달은 inc 돌연변이 의 수명을 단축시키는 데에도 영향을 미칩니다.

그러나 PKA 신호 전달이 감소함에 따라 과도한 기억과 버섯체의 과도한 성장이 더욱 증가했습니다.

inc 돌연변이는 더 높은 PKA 신호전달을 보였기 때문에 연구자들은 inc 유전자의 이 돌연변이가 버섯체에서 PKA 활동을 증가시켜 수면을 억제하고, 이로 인해 inc 돌연변이 의 과도한 기억력도 제한된다고 제안했습니다.

증가된 PKA 신호 전달은 과도한 기억을 제한하지만, inc 돌연변이 에서는 수면 수준이 감소하고 수명이 단축되는 대가를 치릅니다.

저자에 따르면, 이번 연구 결과는 수면과 기억 기능의 균형을 맞추기 위한 신호 전달 과정을 보여주며 inc 돌연변이의 수면 패턴에 대한 그럴듯한 설명을 제공하며, 기억력 향상이 수면 결핍을 유발할 수 있음을 시사합니다.

흥미롭게도, 행동적 과잉기능은 수면 부족과 인지 불균형과 결합되어 자폐증과 같은 신경발달장애의 특징적인 특성을 반영합니다.

Inc는 Cullin-3 유비퀴틴 리가제의 어댑터 단백질로 기능하고 Cullin-3 돌연변이는 자폐 스펙트럼 장애와 관련이 있는 것으로 나타났으며, 이 연구 결과는 신경발달적 과잉기능과 자폐증의 기원 사이에 잠재적인 기전적 연관성을 제공합니다.

저자들은 "발달 신경 회로의 과다 증식으로 인한 기억력 향상: 자폐증 관련 초파리 불면증 돌연변이는 PKA 신호를 촉진하여 과도한 기억 기능을 억제하고 결과적으로 심각한 수면 상실을 유발합니다." 라고 덧붙였습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/03/250320144624.htm