UNIST, 기온변화 따른 수면조절 원리규명…'불면증 해소기대'

[울산=뉴시스]구미현 기자 = 국내 연구진이 기온변화가 수면의 양과 질에 영향을 미치는 상관관계를 밝혔다.

이에 따라 불면증 등 수면장애를 해소할 실마리가 마련될 수 있을 것으로 기대된다.

UNIST(울산과학기술원)는 생명과학부의 임정훈 교수팀이 초파리 모델을 활용해 '기온에 따라 수면 패턴이 변하는 원리'를 밝히는 데 성공했다고 21일 밝혔다.

억제성 신경전달물질인 '가바(GABA)'를 사용해 신호를 주고받는 수면조절 신경세포들 간의 '연접 부위(시냅스)'가 기온이 높아지면 사라져 수면 패턴이 달라진다는 것이다.

연구팀에 따르면 무더운 여름철이 되면 사람들은 낮 동안 나른하고 밤에는 잠을 못 이루는 '열대야 수면 패턴'을 보인다. 초파리도 이와 비슷하게 무더운 환경에서 낮 동안 적게 활동하고 밤에는 잠에 잘 들지 못한다. 이 현상의 신경생리학적 원리를 찾고자 형질전환 초파리를 무더운 여름과 흡사한 환경에서 배양하며 수면 패턴을 관찰했다.

실험에 사용한 초파리는 '셰이커 유전자'에 돌연변이가 발생한 종류다. 이 유전자가 만드는 단백질은 뇌 속에서 칼륨 이온이 지나는 통로를 만드는데, 만약 이 단백질이 결핍되면 신경세포를 과도하게 활성화해 수면을 억제한다. 따라서 다른 초파리에 비해 적게 자게 되는 것이다. 그런데 같은 종류의 초파리라도 무더운 환경에서 배양하자 수면 억제 현상이 나타나지 않았다.
 
임 교수팀은 이 현상이 '수면촉진 신경세포다발'과 억제성 신경전달물질인 '가바' 사이의 연결고리가 사라져서임을 밝혔다.

또 살아있는 초파리 뇌의 칼슘 이온 이미징 기법을 이용해 수면촉진 신경세포를 조절하는 신호가 기온 변화에 따라 달라진다는 사실도 규명했다. 낮은 기온인 21도에서 가바가, 높은 기온 29도에서는 또 다른 신경전달물질인 도파민(dopamine)이 수면촉진 신경세포의 활성을 제어하는 게 관찰된 것이다.

임정훈 교수는 "이번 연구는 '기온'이라는 환경요인이 수면촉진 신경세포의 가소성을 어떠한 방식으로 이끄는지, 또 어떻게 수면이라는 복합적인 행동으로 구현되는지 신경유전학적으로 설명한 것"이라며 "춘곤증이나 여름철 열대야 현상 등으로 인한 수면패턴의 변화를 이해하고, 이로 인한 수면장애를 해소할 실마리가 될 수 있을 것"이라고 밝혔다.

이번 연구결과는 국제학술지 '커뮤니케이션스 바이올로지(Communications Biology)'에 지난 15일자로 공개됐다.


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