수면과학2
"수면의 메커니즘"은 어떻게 결정되는가? (3)
==30,000개의 유전자에서 '수면과 관련된 유전자'를 찾는 방법==
3, 초파리에서 테스트한 히드라 수면
그래서 저는 임 박사님의 초파리에게 도움을 청하기로 결심했다. 초파리 연구의 역사는 100여 년 전 미국 컬럼비아 대학의 토마스 헌트 모건(Thomas Hunt Morgan)에 의해 시작된다. 그 이후로 초파리는 유전자 분석을 위한 훌륭한 모델 유기체로 사용되었다.
Drosophila melanogaster는 보관 및 번식이 용이하며 한 세대 (출생에서 성인, 다음 세대의 탄생까지)는 10 일로 매우 짧다. 이것은 유전자 조작에 매우 편리하다. 또한 이전 연구에서 생성된 많은 균주가 전 세계 실험실과 공유되었다. 이러한 유전적 저항성 유기체의 힘을 이용하여 수면 부족에 반응하는 히드라 유전자의 상동 유전자를 분석하기로 했다. 즉, 히드라의 수면은 초파리에서 테스트될 것이다.
여기서, 유전자의 완전한 삭제(knockout) 대신에 억제(knockdown)를 수행하였다. Knockdown은 청사진 자체의 정보(DNA)를 다시 쓰지 않는 Knockout과 다르다. 타겟 유전자의 messenger RNA의 분해를 유도하고 양을 줄이는 전략이다. 사본 수가 적다는 것은 단백질이 더 적게 생성된다는 것을 의미한다.
임 박사 연구실의 연구원과 대학원생들은 모두 훌륭한 사람들이며, 연구를 매우 빠르게 진행한다. 중간 결과를 보고하는 온라인 회의에서도 「XX의 결과는 어땠어?」, 「가능한 한 빨리 XX의 리스트를 보내 주었으면 한다」등의 식으로, 늘 기다리게 되어 버렸다.
초파리에서 수십 개의 상동 유전자를 파괴한 실험에서 분석 결과가 나오는 데 6개월도 채 걸리지 않았다. 그 결과, 초파리의 수면 시간을 변화시키는 여러 유전자가 확인되었다. 이러한 유전자 중 일부는 이전 연구에서 수면에 관여하는 것으로 보고된 적이 없다.
히드라의 수면 부족에 반응하는 유전자는 종 간에 수면을 조절할 수 있다.(끝)
* 글==카나야 히로유키(金谷 啓之)
* 일본어원문=「睡眠のしくみ」はどう決まるか…3万個の遺伝子から「睡眠に関わる遺伝子」を見つける方法
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