"수면의 메커니즘"은 어떻게 결정되는가?(1)

수면과학2

"수면의 메커니즘"은 어떻게 결정되는가?(1)

==30,000개의 유전자에서 '수면과 관련된 유전자'를 찾는 방법==

 

 

1, 종(species)에 걸친 유전자

 

수면 이상은 유전된다. 그리고 "오렉신" 연구에서처럼 유전자를 제거하면 잠도 바뀐다. 수면의 메커니즘은 유전자에 의해 설명될 수 있다.

 

나는 히드라의 수면과 그들의 수면 메커니즘을 알아내려고 노력했고, 그들의 수면을 조절하는 유전자를 알아내려고 했다. 히드라는 생물학적 복잡성 측면에서 인간과 상당히 다르지만 인간보다 더 많은 유전자를 가지고 있다. 약 30,000개이다.

30,000여 개의 유전자 중에서 수면에 관여하는 유전자를 어떻게 찾을 수 있을까? 다양한 방법을 탐색한 끝에 그는 수면 부족에 반응하는 유전자에 대한 연구에 도달했다. 수면 부족에 따라 발현량이 변하는 유전자이다.

 

"유전자의 발현 수준을 변화시킨다"는 것은 정확히 무엇을 의미하는가? 세포라고 하는 단백질을 제조하는 공장에서 유전자는 매우 희박한 데이터 저장 센터에 저장된다. 유전자를 사용하면 복제가 이루어지고 사본은 단백질을 만들기 위해 제조 부서로 운반된다. 청사진의 실체는 DNA이지만, 청사진의 복사본은 메신저 RNA라고 불린다.

유전자의 발현 수준은 청사진의 복사본 수, 즉 메신저 RNA의 수이다. 복사본의 수는 유전자의 양이 얼마나 사용되는지를 나타낸다. 복사본 수가 많을수록 더 많은 단백질이 생성된다.

 

여섯 시간 동안 잠을 못 잔 히드라를 채취해 몸을 조각조각 내고 세포를 파괴하고 전령 RNA를 추출했다. 그런 다음 그들은 각 유전자에 해당하는 메신저 RNA의 수를 세었다. 30,000개 정도의 유전자 각각에 대해 메신저 RNA를 검사하는 것만으로는 충분하지 않다.

 

마이크로어레이(microarray)라는 기술을 사용하여 거의 모든 유전자에 있는 메신저 RNA의 수를 함께 분석하기로 결정했다. 마이크로어레이는 각 메신저 RNA를 검출하기 위한 프로브라고 하는 핵산 단편(즉, 30,000가지 이상의 프로브 유형)이 기판에 하나씩 질서 정연하게 배열되는 시스템이다.

박탈된 히드라에서 얻은 대량의 전령 RNA(각 유전자에 대한 전령 RNA를 포함하는 합계)에 노출되면 각 프로브는 해당 전령 RNA와 반응하여 얼마나 많은 전령 RNA가 존재하는지 나타낸다.

이 microarray의 분석은 그들의 표정 수준이 수면 부족으로 변하는 유전자를 밝힐 것인가?(계속됨)