분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2013-12-06 16:26:11 , Hit : 2139
 과도한 음주에 대한 유전자 돌연변이 발견

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2013120121&service_code=03  
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-12-06      
          
과학자들은 알코올 사용을 조정하는 유전자를 발견했으며, 이 유전자가 잘못되었을 경우에 과도한 음주로 이어진다는 사실도 발견했다. 연구자들은 또한 이러한 현상 이면에 존재하는 메커니즘을 발견했다. 이번 연구는 정상적인 실험쥐는 한 병의 물과 한 병의 희석된 알코올 사이에서 자유롭게 선택하도록 실험을 수행했을 때, 알코올이나 음주에 관심을 보이지 않았다. 하지만 Gabrb1이라 불리는 유전자의 돌연변이를 갖고 있는 실험쥐는 물보다는 음주를 압도적으로 선호했으며 하루에 마시는 음료의 85% 정도를 와인 정도의 농도를 갖고 있는 알코올을 마셨다.

이번 연구는 다섯 영국대학의 연구팀- 뉴캐슬대학, 임페리얼 컬리지 런던, 서섹스 대학 (Sussex University), 유니버시티 컬리지 런던 (UCL), 던디 대학 (University of Dundee)-의 협력으로 이루어졌으며 영국 의학연구위원회 (MRC)와 웰컴재단 (Wellcome Trust)의 지원을 받아 수행되었다. 이번 연구결과는 학술지 <Nature Communications>지에 발표되었다. 이번 연구의 주저자인 뉴캐슬 대학의 혈액학자인 퀀틴 앤스티 (Quentin Anstee) 박사는 “단지 한 유전자의 부호배열의 약간의 변화가 음주와 같은 복잡한 행위에 근본적인 영향을 미친다는 것은 정말 놀라운 일이다. 우리는 연구를 통해서 이 유전자가 인간에게서도 유사한 영향을 미치는지 여부를 알아보고 있다. 물론 인간에게서 알코올중독은 환경적인 요인이 역할을 하기 때문에 좀 더 복잡하다. 그러나 이번 연구는 미래에 알코올중독을 치료할 수 있는 치료법의 개발의 가능성을 열었기 때문에 중요하다”고 말했다.

임페리얼 컬리지 런던의 하워드 토마스 (Howard Thomas) 교수가 이끄는 MRC 포유류 유전자 연구팀 (Mammalian Genetics Unit)은 유전체에서 무작위적으로 유전자 부호에 약간의 돌연변이를 일으켰으며 이것을 이용해서 알코올 선호도를 실험쥐에서 테스트했다. 이를 통해서 연구자들은 Gabrb1이라는 유전자를 발견했다. 이 유전자는 알코올 선호도를 변화시킨다. 그 변화는 너무 커서 두 개의 단일 염기쌍 중에서 한 곳에서 돌연변이가 일어나게 되면 물보다 알코올을 더 선호하게 된다.

연구팀은 이 돌연변이를 갖고 있는 실험쥐는 레버를 끌어당겨 알코올이 담겨 있는 병에서 알코올을 마시려는 의도를 보인다. 이러한 형태의 행위는 정상적인 실험쥐와 다르며 계속 이러한 노력을 오랜 기간 동안 지속하게 된다. 이 실험쥐들은 자발적으로 한 시간 동안 충분한 양의 알코올을 섭취했으며 움직임에 영향을 미칠 정도로 취한 상태에 이르게 된다. 이렇게 과도한 음주의 원인은 Gabrb1 유전자의 단일 염기쌍 지점에서 일어나며 이 유전자는 뇌의 GABAA 수용체의 중요한 구성요소인 베타 1 서브유닛 (beta1subunit)의 부호화를 담당한다. 이 수용체는 뇌활동을 조정하는 가장 중요한 억제화학메신저(GABA)에 반응한다. 연구자들은 이 유전자 돌연변이로 인해서 이 수용체가 보통 GABA 촉발기가 나타나지 않았을 경우에도 동시에 활성화된다는 것을 발견했다.

이러한 변화는 특히 즐거운 감정과 보상을 통제하는 뇌의 영역인 측중격핵 (nucleus accumbens)에 강한 영향을 미친다고 앤스티 박사는 설명했다. 그는 “베타1을 담고 있는 수용체의 돌연변이는 그 구조를 변화시키고 뇌의 즐거움을 담당하는 지점인 측중격핵에서 즉흥적인 전활동을 일으킨다. 이들 수용체에서의 전기신호가 증가되면서 음주 욕구도 증가하고 실험쥐에서 알코올을 섭취하기 위해서 노력하는 것처럼 우리가 예측한 것보다 오랫동안 이러한 행위가 지속된다”고 말했다. 토마스 하워드 교수는 “GABA 시스템이 음주를 통제하는데 연관된다는 사실은 인간을 대상으로 한 연구에서 알고 있다. 실험쥐를 대상으로 하는 우리의 연구는 GABAA 수용체의 특정한 서브 유닛은 중요한 영향을 미치고 이들 실험쥐의 존재는 우리의 협력연구팀들이 이 메커니즘을 연구할 수 있도록 했다. 처음에 실험쥐를 대상으로 그리고 인간을 대상으로 이러한 과정을 조정할 수 있을 때 매우 중요하다”고 말했다.

이번 연구는 의학연구위원회가 10년 동안 음주에 영향을 미치는 유전자를 발견하는 것을 목표로 하는 프로젝트로 지원된 것이다. 영국 의학연구위원회 신경과학 및 정신보건위원회 (MRC Neurosciences and Mental Health Board)의 의장인 휴 페리(Hugh Perry) 교수는 “알코올 중독은 개인과 가족 그리고 사회에 엄청난 부담이 된다. 어떻게 그리고 왜 음주가 중독으로 전환되는지에 대해서 우리는 모르는 것이 많다. 하지만 이번 장기 프로젝트의 결과는 일부 사람들에게 유전적인 요소가 그 원인이 될 것이라는 점을 보여주었다. 유사한 메커니즘이 인간에게서도 나타난다는 부가적인 연구결과가 확인된다면 우리는 알코올 중독으로 발전할 수 있는 가장 위험한 그룹을 찾아낼 수 있으며 가장 효과적인 치료를 받을 수 있도록 할 수 있을 것”이라고 말했다.

출처: <사이언스 데일리> 2013년 12월 1일
원문참조:
Quentin M. Anstee, Susanne Knapp, Edward P. Maguire, Alastair M. Hosie, Philip Thomas, Martin Mortensen, Rohan Bhome, Alonso Martinez, Sophie E. Walker, Claire I. Dixon, Kush Ruparelia, Sara Montagnese, Yu-Ting Kuo, Amy Herlihy, Jimmy D. Bell, Iain Robinson, Irene Guerrini, Andrew McQuillin, Elizabeth M.C. Fisher, Mark A. Ungless, Hugh M.D. Gurling, Marsha Y. Morgan, Steve D.M. Brown, David N. Stephens, Delia Belelli, Jeremy J. Lambert, Trevor G. Smart, Howard C. Thomas. Mutations in the Gabrb1 gene promote alcohol consumption through increased tonic inhibition. Nature Communications, 2013; 4 DOI: 10.1038/ncomms3816


http://www.sciencedaily.com/releases/2013/11/131126123931.htm







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