밤에 잠을 자다가 너무 일찍 깨어나거나 너무 자주 깨어나는 사람들이 있다.
이를 불면증이라고 하는데 이로 인해 수면 부족 상태가 지속되게 되면 낮 시간에 졸음과 피로감, 의욕 상실 등의 결과를 초래해 삶에 큰 지장을 초래하게 된다.
그동안 과학자들은 불면증의 원인이 스트레스나 비정상적인 수면 습관, 더 나아가 우울증, 심혈관질환, 기타 생리장애 등을 원인으로 지목했으나 확실한 치료법을 개발하지 못하고 있었다. 그러나 최근 유전자 분석을 통해 새로운 사실이 밝혀지고 있다.
그동안 유전자분석을 통해 불면증의 원인을 일으키는 유전자의 실체가 밝혀지고 있다. 변종 유전자들이 확인됨에 따라 새로운 치료법, 의약품 개발이 예고되고 있다. ⓒwoolcock.org.au
변종 유전자가 특정 세포에 악영향
28일 ‘사이언스’, ‘데일리 메일’, ‘메디컬 엑스프레스’ 등 주요 언론들은 펜실베이니아 대학, 암스테르담 자유대학 등의 과학자들로 구성된 국제연구팀이 DNA 분석을 통해 불면증을 유발하는 뇌 영역과 뇌세포 유형 등을 확인했다고 보도했다.
연구팀은 133만 10명의 개인 뇌세포로부터 불면증을 유발하는 변종 DNA를 확인한 후 이 DNA가 포함된 유전자 956개를 골라내는데 성공했다.
그리고 이 유전자들이 뇌의 어떤 영역에 있는 세포 유형에서 어떤 역할을 하고 있는지 그 과정을 광범위하게 조사해 이전에 알지 못했던 새로운 사실을 발견했다.
이들 유전자 중의 일부가 신경세포(neurons)를 구성하고 있는 축삭돌기(axons) 기능에 불면증과 관련된 악영향을 미치고 있었다는 것. 축삭돌기는 신경세포 안에 있는 긴 통로로 신경세포의 각 부위 사이의 정보소통을 담당하고 있다.
또 다른 유전자들은 뇌의 전두엽(frontal cortex)과 하부 피질핵(subcortical nuclei)을 구성하고 있는 특정 세포 유형에 영향을 미치고 있었다.
이들 부위들은 이전에 시도된 뇌 영상 분석에서 불면증과 관련돼 있다는 사실을 의심받고 있었으며 이번 연구를 통해 DNA와 이들 부위들 간에 관계가 확인되고, 불면증과 연관돼 있다는 사실이 확인되었다.
암스테르담 자유대학의 유전학자 다니엘 포스투마(Danielle Posthuma) 교수는 “이번 연구 결과를 통해 불면증 역시 다른 신경 질환과 마찬가지로 유전자의 영향을 받고 있다는 사실이 밝혀졌다.”고 설명했다.
연구에 공동 참여한 같은 대학의 구스 스미트(Guus Smit) 교수는 “이번 연구를 통해 불면증뿐만 아니라 뇌 속에 숨어 있는 또 다른 질병 메커니즘을 추적할 수 있게 됐다.”라며 연구 성과를 높이 평가했다.
연구 결과는 26일 ‘네이처’ 자매지 ‘네이처 제네틱스(Nature Genetics)’에 게재됐다. 논문 제목은 ‘Genome-wide analysis of insomnia in 1,331,010 individuals identifies new risk loci and functional pathways’이다.
연구 결과로 새로운 치료법 가능해져
연구팀은 논문을 통해 “불면증에 대해 충분한 치료가 불가능하기 때문에 세계에서 두 번째로 가장 많은 환자가 발생하는 유전성 신경 질환”이라고 말했다.
때문에 과학자들이 그동안 신경생물학적으로 그 원인을 규명해왔지만 한계에 부딪혀 왔다고 설명했다.
그러나 이번 연구에서 133만 10명의 DNA를 대상으로 불면증을 유발하는 부위를 찾아냈으며, 어떤 부위에 있는 세포 유형에서 어떤 과정을 거쳐 불면증이 발생하는지 그 원인을 밝혀낼 수 있었다고 밝혔다.
양적형질조절기술(eQTL, expression quantitative trait loci), 염색질 지도 제작(chromatin mapping) 등의 방식을 통해 불면증을 유발하는 956개 변종 유전자가 관여하는 202개 위치를 찾아낼 수 있었다고 말했다.
그중에는 신경세포(neurons)의 축삭돌기, 중층과 하부피질 조직(cortical and subcortical tissues), 그리고 특정한 세포유형들이 포함돼 있었다.
종합적으로, 정신의학적인 특성과 수면 시간이 밀접한 관계가 있다는 사실을 발견했으나 그동안 주장돼온 수면과 관련된 다른 특성들과는 충분한 상관관계가 발견되지 않았다.
논문은 향후 이 연구 결과를 활용해 불면증과 관련된 치료법을 발전시켜나갈 수 있을 것이라고 보았다.
한편 26일 ‘네이처 제네틱스’에는 불면증과 관련 앞에서 소개한 연구와 다른 방식으로 진행한 유전자분석 연구 결과가 실렸다.
미국 하버드의과대학 메사추세추병원은 45만 3379개 유전자를 대상으로 어떤 DNA 변종이 특정 형질과 연관되어 있는 분석하는 GWAS(전장유전체 연관분석)을 실시했다. 그리고 236개 변종 DNA를 지닌 57개 염색체를 발견했다.
그중 하나인 ‘MEIS1’는 불면증과 밀접한 관계가 있으면서 또한 우울증, 관상동맥 질병( coronary artery disease), 심장질환, 그리고 간간이 불면증과 연관관계가 있다고 미약하게 추정돼온 염색체다.
그동안 불면증 치료를 위해 많은 제약사들은 이들 변종 유전자가 활동하고 있는 단백질 분자를 찾고 있었다. 연구팀은 “이번 연구 결과를 통해 새로운 의약품 개발과 치료법 개발이 가능해졌다.”라고 말했다.
재클린 레인(Jacqueline M. Lane) 박사 등이 주도한 하버드 의과대학 메사추세추병원의 연구 논문 제목은 ‘Biological and clinical insights from genetics of insomnia symptoms’이다.
통계에 따르면 열 명 중의 한 명이, 세계적으로는 약 7억 7000만 명이 불면증에 시달리고 있는 것으로 나타나고 있다.
한국보건사회연구원에서 20세 이상 성인 500명을 대상으로 설문조사한 결과에 의하면, 한 달간 불면증을 경험한 적이 있다고 응답한 비율이 73.4%나 됐다.
이번 연구 결과들로 인해 일상적으로 사람들의 정신건강을 압박해온 불면증의 실체가 밝혀지기 시작했으며 다양한 데이터를 활용해 수면을 방해하는 근본원인을 치료할 수 있는 길이 열리기 시작했다.
(9851)
로그인후 이용 가능합니다.
울산과학기술원(UNIST)은 나사 풀림 위험을 감지하거나 내·외부 물리적 변형 요인을 구분할 수 있는 지능형 금속 부품을 개발했다고 26일 밝혔다. UNIST에 따르면 기계공학과 정임두 교수 연구팀은 3D 프린팅 적층제조기술과 인공지능 기술을 이용해 '인지 가능한 스테인리스 금속 부품'을 개발하는 데 성공했다. 또 인공지능 기술과 증강현실 융합기술로 금속 부품 단위의 디지털 트윈(Digital Twin)을 구현했다.
원자력발전소의 배기가스나 산업체·병원 등에서 유출될 수 있는 극위험물질 '방사성 요오드'를 고습 환경에서도 효과적으로 제거할 수 있는 기술이 개발됐다. 한국화학연구원 황영규·홍도영 박사 연구팀은 현재 쓰이는 탄소계 흡착제보다 280배 높은 방사성 요오드 제거 성능을 보이는 다공성 흡착제를 개발했다고 26일 밝혔다.
절단된 신경을 수술용 봉합실 없이 홍합에서 추출한 단백질을 이용해 이어붙일 수 있는 기술이 나왔다. 포항공대(포스텍)는 화학공학과 차형준 교수·정호균 박사 연구팀과 이화여대 화공신소재공학과 주계일 교수, 가톨릭대 서울성모병원 성형외과 전영준 교수·이종원 교수·재활의학과 이종인 교수 연구팀이 공동으로 홍합접착단백질 기반 의료용 하이드로젤 접착제를 개발했다고 26일 밝혔다.
한국과학기술원(KAIST)은 물리학과 김용현 교수 연구팀이 수천 년 동안 해결되지 않은 난제 가운데 하나인 마찰전기 발생 원리를 규명했다고 26일 밝혔다. 연구팀은 두 물질을 마찰시킬 때 경계면에서 발생하는 열에 의해 전하가 이동할 수 있다는 아이디어를 바탕으로 마찰전기의 작동원리를 찾아냈다. 마찰전기와 관련한 가장 대표적인 두 가지 현상이 마찰열과 전기적 성질을 띠는 대전현상인데, 연구팀은 마찰전기를 '마찰열에 따른 대전현상'으로 설명하기 위해 미시적 열전효과(열과 전기의 상관 현상)에 주목했다.
한국의 첫 지구 관측용 민간 위성인 한글과컴퓨터(이하 한컴) 그룹의 '세종1호'(Sejong-1)가 한국 시간 26일 오전에 궤도에 안착하는 데 성공했다. 한컴에 따르면 세종1호는 발사 후 예정된 궤도에 안착했으며, 한국 시간으로 오전 11시 11분에 지상국과의 교신이 성공적으로 완료됨에 따라 궤도 진입의 성공이 확인됐다.
종양 내부에 발생하는 저산소증만 감지해 암을 진단할 수 있는 신개념 조영기술이 개발됐다. 한국기초과학지원연구원(KBSI) 바이오융합연구부 홍관수 박사 연구팀은 미국 텍사스대 세슬러 교수 연구팀과 공동으로 종양의 저산소증에 반응해 신호를 내는 감응성 바이모달(MRI·광학 혼합) 이미징 프로브를 개발했다고 25일 밝혔다.
인공지능(AI) 기술이 국가안보에도 중대한 영향을 미치는 상황에 우리나라가 대응해 필수적인 AI 기술을 중점 육성해야 한다는 제언이 나왔다. 24일 학계에 따르면 소프트웨어정책연구소가 최근 펴낸 '국가안보를 위한 인공지능과 3대 전략 기술'보고서는 우리 정부가 보호·육성해야 할 AI 기술로 ▲ 지능형 반도체 ▲ 자율무기 ▲ 생성적 적대 신경망(GAN) 등 3가지를 제시했다.